仪表放大器应用工程师指南(第三版)

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TI运算放大器仪表放大器电路设计说明书

1ZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路Analog Engineer's Circuit:AmplifiersZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路设计目标输入V idiff (V i2-V i1)共模电压输出电源V i diff Min V i diff Max V cm V oMin V oMax V cc V ee V ref -0.5V+0.5V±7V–5V+5V+15V–15V0V设计说明此设计使用3个运算放大器构建分立式仪表放大器。

电路将差动信号转换为单端输出信号。

仪表放大器能否以线性模式运行取决于其构建块（即运算放大器）能否以线性模式运行。

当输入和输出信号分别处于器件的输入共模和输出摆幅范围内时，运算放大器以线性模式运行。

这些范围取决于用于为运算放大器供电的电源电压。

设计说明1.使用精密电阻器实现高直流CMRR 性能2.R 10设置电路的增益。

3.向输出级添加隔离电阻器以驱动大电容负载。

4.高电阻值电阻器可能会减小电路的相位裕度并在电路中产生额外的噪声。

5.能否以线性模式运行取决于所使用的分立式运算放大器的输入共模和输出摆幅范围。

线性输出摆幅范围在运算放大器数据表中A OL 测试条件下指定。

2ZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路设计步骤1.此电路的传递函数：2.选择反馈环路电阻器R 5和R 6：3.选择R 1、R 2、R 3和R 4。

要将Vref 增益设置为1V/V 并避免降低仪表放大器的CMRR ，R 4/R 3和R 2/R 1的比值必须相等。

4.计算R 10以实现所需的增益：(1)5.要检查共模电压范围，请从参考文献[5]中下载并安装程序。

通过为内部放大器具有所选放大器（在本例中为TLV172）所定义的共模范围、输出摆幅和电源电压范围的三级运算放大器INA 添加代码，对安装目录中的INA_Data.txt 文件进行编辑。

基于三运放的仪表放大器的设计与制作

传感器与检测技术（信号检测部分）实验指导书检测与控制实验中心编著重庆邮电大学自动化学院检测与控制实验中心2015.3.27实验一、基于三运放的仪表放大器的设计与仿真一．实验目的：1掌握仪表放大器的结构原理：2 熟练应用Proteus仿真平台，设计电路原理图；并生成电路板图；3 掌握基本焊接技术。

二．实训工具：Proteus仿真平台三．三运放构成仪表放大器的原理：随着电子技术的飞速发展，运算放大电路也得到广泛的应用。

仪表放大器是一种精密差分电压放大器，它源于运算放大器,且优于运算放大器。

仪表放大器把关键元件集成在放大器内部，其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点,使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。

仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件，具有差分输入和相对参考端的单端输出。

与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定，而仪表放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。

仪表放大器的 2 个差分输入端施加输入信号，其增益即可由内部预置，也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻预置。

这个特殊的差动放大器，具有超高输入阻抗，极其良好的CMRR，低输入偏移，低输出阻抗，能放大那些在共模电压下的信号。

2. 构成原理仪表放大器电路的典型结构如图1所示。

它主要由两级差分放大器电路构成。

其中，运放A1，A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。

这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。

HGMCSB0431C--OMP60说明书

4 信号输送模块和接口 ............................................................................. 4-1
4-1 MI12 接口设备（使用 OMM 时）........................................................................4-1
在实际运转时必须装好。 4. 本说明书根据最新材料编写，然而因为不断的技术革新而万一在所购买的机械与本说明书内
容有所不同，请与本公司联系。本公司将会提供正确的资料。 5. 请将本使用说明书保管在机械附近，以便随时查阅。 6. 要重新订购说明书时，请与说明书编号（或机械名称、机械编号、说明书名称）一并与就近
4-1-1 接口设备 ................................................................................................................. 4-1 4-1-2 手动为探针 OMP60 输入启动信号 .......................................................................... 4-1 4-1-3 OMM 发光二极管的操作 ......................................................................................... 4-2
1-1 规定 ....................................................................................................................1-1 1-2 仅与本书说明对象相关的安全注意事项...............................................................1-1

仪表放大器应用

对于data sheet中的标准连接，电路示意图如图 10所示。
此处，A代表输出级增益。假设 Ry/Re = 1 (即Re和Ry阻值相同)。那么：
图 10. 两个放大器组成的仪表放大电路
由于A值非常高，所以得到：
EL817x仪表放大器产品组功能特性
EL8171、EL8173 简化电路示意图如图 11 所示，它描绘了输入、输出的轨至轨工作过程。该电路图同样应用于 EL8170、EL8172，只需将 PNP 晶体管(Q1-Q4)替换成针对超低输入偏置电流的 P-沟道 MOSFET。
电压 (IN+和 IN-)的情况下使用。但是输入阻抗是由 R3 和 R4 的电阻值决定，并不提供高输入抵抗。这在仪表放大电路中是很常见的。
此外，由于共模抑制比(CMRR)会随着任何有助于 R4 阻值增加并使 R2 和 R4 失配的源阻抗而衰减，REF 输入必须由一个非常低的源阻抗来驱动。
图 4.
(EQ. 5)
VOUT = (IN+ - IN-) × Gain + VREF
(EQ. 2)
x = R4 /(R3 +R4) ×(R1 +R2) /R1 - R2/R1 (EQ. 6)
更糟的情况是，共模抑制比发生在 R4 和 R1 容差处于最高值、R2 和 R3 处于最低值的时候。表 1 显示的是增益为 1、10、100 的情况下，电阻容差与共模抑制比的关系。
电阻容差
±5% ±1% ±0.1% ±0.01%
表 1.
增益为1 -20.4dB -34.1dB -54.0dB -74.0dB
共模抑制比增益为10 -15.6dB -28.9dB -48.8dB -68.8dB

最全资料合集！ADI各领域技术指南大整合

最全资料合集！ADI各领域技术指南大整合放大器⭐部分指南精选仪表放大器输入RFI保护在实际应用中，必须处理日益增多的射频干扰(RFI)，对于信号传输线路较长且信号强度较低的情况尤其如此，这是仪表放大器的典型应用，因为其本身具有共模抑制能力，所以该器件能从较强共模噪声和干扰中提取较弱的差分信号。

但有个潜在问题却往往被忽视，即仪表放大器中存在的射频整流问题。

当存在强射频干扰时，集成电路的内部结点可能对干扰进行整流，然后以直流输出失调误差表现出来。

对于仪表放大器的器件级应用需进行适当的滤波，通用方法如图1所示。

在此电路中，仪表放大器可以是数种器件之一。

仪表放大器前相对复杂的平衡RC滤波器负责执行所有高频滤波。

仪表放大器则通过其增益设置电阻(图中未显示)设置为应用所需的增益。

数模转换器⭐部分指南精选DAC接口基本原理越来越多的人简单地将DAC视作具有数字输入和一个模拟输出的器件。

但模拟输出取决于是否存在称为基准电压源的模拟输入，且基准电压源的精度几乎始终是DAC绝对精度的限制因素。

有些情况下，内置基准电压源的转换器通常可以通过以更为精密和稳定的外部基准电压源覆盖或替换内部基准电压源来提高直流精度。

其它情况下，通过使用外部低噪声基准电压源，也可以改善高分辨率ADC的无噪声码分辨率。

各种各样的ADC和DAC以各种各样的方式支持使用外部基准电压源来替代内部基准电压源。

上图所示为一些常见配置。

模数转换器⭐部分指南精选噪声是利还是弊？在一定的条件下，扰动可以改善ADC的SFDR。

例如，即使在理想ADC中，量化噪声与输入信号也有某种相关性，这会降低ADC的SFDR，特别是当输入信号恰好为采样频率的约数时。

将宽带噪声(幅度约为½ LSB rms)与输入信号相加往往会使量化噪声随机化，从而降低其影响(见图5A)。

然而，在大多数系统中，信号之上有足够的噪声，因此无需额外添加扰动噪声。

ADC的折合到输入端噪声也可能足以产生同样的效果。

传感器原理及工程应用_(第三版)_((郁有文))_(西安电子科技大学出版)_详细答案 (1)

4-12 电涡流传感器常用的测量电路有哪几种？其测量原理如何？各有什么特点？1、用于电涡流传感器的测量电路主要有：调频式、调幅式电路两种。

2、测量原理（1）调频式测量原理传感器线圈接入LC振荡回路，当传感器与被测导体距离x改变时，在涡流影响下，传感器的电感变化，将导致振荡频率的变化，该变化的频率是距离x 的函数，即f=L(x), 该频率可由数字频率计直接测量，或者通过f-V变换，用数字电压表测量对应的电压。

图4-6调频式测量原理图（2）调幅式测量原理由传感器线圈L、电容器C和石英晶体组成的石英晶体振荡电路。

石英晶体振荡器起恒流源的作用，给谐振回路提供一个频率（f0）稳定的激励电流i o。

当金属导体远离或去掉时，LC并联谐振回路谐振频率即为石英振荡频率f o，回路呈现的阻抗最大，谐振回路上的输出电压也最大；当金属导体靠近传感器线圈时，线圈的等效电感L发生变化，导致回路失谐，从而使输出电压降低，L的数值随距离x的变化而变化。

因此，输出电压也随x而变化。

输出电压经放大、检波后，由指示仪表直接显示出x的大小。

图4-7调幅式测量原理图除此之外，交流电桥也是常用的测量电路。

3、特点✧调频式测量电路除结构简单、成本较低外，还具有灵敏度高、线性范围宽等优点。

✧调幅式测量电路线路较复杂，装调较困难，线性范围也不够宽。

4-13 利用电涡流式传感器测板材厚度，已知激励电源频率f =1MHz，被测材料相对磁导率μr=1，电阻率ρ=2.9×10-6ΩCm，被测板材厚度为=（1+0.2）mm。

试求：（1）计算采用高频反射法测量时，涡流透射深度h为多大？（2）能否采用低频透射法测板材厚度？若可以需采取什么措施？画出检测示意图。

【解】1、为了克服带材不够平整或运行过程中上下波动的影响，在带材的上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同的涡流传感器S1和S2。

S1和S2与被测带材表面之间的距离分别为x1和x2。

若带材厚度不变，则被测带材上、下表面之间的距离总有x1+x2=常数的关系存在。

GF-3说明书

G F – 3称量放大器
使用说明书
上海自动化仪表股份有限公司
调节元件位置图
调试方法:
1.通电前按照传感器使用说明书提示方法和本放大器说明书中表1要求，输入端信号和桥压要与传感器连接好，将传感器的桥压输入端与桥压连妥，信号线与传感器输出端连妥，将屏蔽线妥善接地，输出端接数显表。

当选用电压输出功能时，采用直流0~20V电压量程数显表；选用电流输出功能时要外接500Ω精密电阻。

2. 将放大器的电源插头插入220V 50Hz交流电中，妥善接地。

将万用表置于直流0~20V档，测量“桥压、信号”四根导线，测有直流电压为10V的一对导线为桥压输出线，另一对导线即为信号线。

4. 使用中首先考虑的是达到所需的量程范围，因实际使用的传。

如何为低噪声设计选择最佳放大器？方法要点在此

如何为低噪声设计选择最佳放大器？方法要点在此当针对低噪声应用评估放大器的性能时，考虑因素之一是噪声，今天我们简要探讨在为低噪声设计选择最佳放大器时涉及到的权衡问题。

如果驱动一个带有一定源电阻的运算放大器，等效噪声输人则等于以下各项平方和的平方根：放大器的电压噪声；源电阻产生的电压；以及流过源阻抗的放大器电流噪声所产生的电压。

如果源电阻很小，则源电阻产生的噪声和放大器的电流噪声对总噪声的影响不大。

这种情况下，输人端的噪声实际上只是运算放大器的电压噪声。

如果源电阻较大，源电阻的约翰逊噪声可能远高于运算放大器的电压噪声和由电流噪声产生的电压。

但需要注意，由于约翰逊噪声仅随电阻的平方根而增长，而受电流噪声影响的噪声电压与输人阻抗成正比关系，因而对于输人阻抗值足够高的情况，放大器的电流噪声将成为主导。

当放大器的电压和电流噪声足够高时，在任何输人电阻值情况下，约翰逊噪声都不会是主导。

如果某个放大器的噪声贡献相对于源电阻可以忽略不计，则可通过运算放大器的品质因数R s, op来进行选择。

这可以通过放大器的噪声指标来计算:其中:e n表示折合到输人端的电压噪声i n表示折合到输人端的电流噪声图1给出的是1 KHz下，多种ADI工高压(最高44 V)运算放大器的电压噪声密度对与R S, OP关系的比较，1 kHz。

斜线显示了与电阻相关的约翰逊噪声。

图1. ADI的放大器噪声坐标图根据运算放大器数据手册中的数据，可以为某个选定频率制作类似的曲线图。

例如，AD8599的折合到输人端的电压噪声约为1.07 nV/√Hz，折合到输人端的电流噪声为2.3 pA/√Hz(1 kHz)。

其R s,op值约为465 S2(1 kHz)。

另外，需要注意以下几点:•与该器件相关的约翰逊噪声等效于约为69.6 Ω的源电阻(见图1)；•对于超过465 Ω的源电阻，放大器电流噪声产生的噪声电压会超过源电阻产生的噪声电压;放大器的电流噪声成为主要噪声源。

仪表运放 rfi 滤波-概述说明以及解释

仪表运放rfi 滤波-概述说明以及解释1.引言1.1 概述仪表运放（Instrumentation Amplifier）是一种高增益、高输入阻抗、差分放大器，常用于测量仪器和传感器等领域。

在实际应用中，仪表运放往往会受到射频干扰（RFI）的影响，导致输出信号的失真和不稳定性。

为了解决这一问题，RFI滤波器被引入到仪表运放中，用于抑制射频干扰信号，保证输出信号的准确性和稳定性。

本文将重点介绍仪表运放和RFI滤波器的原理，探讨在仪表运放中应用RFI滤波的方法和效果。

通过深入了解仪表运放和RFI滤波器的结合应用，可以提高仪器仪表系统的性能和可靠性，满足不同领域对精密测量的需求。

1.2 文章结构:本文主要分为三个部分，分别为引言、正文和结论。

在引言部分中，将对仪表运放和RFI滤波进行简要的介绍和概述，阐明文章的研究背景和意义，明确文章的目的和结构安排。

正文部分将详细探讨仪表运放的作用、RFI滤波器的原理以及仪表运放中的RFI滤波应用。

通过对仪表运放和RFI滤波的深入分析，展示它们在电子设备中的重要性和应用价值。

结论部分将对全文进行总结，提出应用建议和展望未来的研究方向。

通过对文章所涉内容的综合分析和概括，进一步突出仪表运放和RFI滤波在电子领域的重要性，为读者提供参考和启示。

1.3 目的本文旨在探讨仪表运放中的RFI滤波器的重要性和应用。

通过深入分析仪表运放的作用以及RFI滤波器的原理，我们将探讨如何在仪表运放中合理应用RFI滤波器来提高电路的稳定性和抗干扰能力。

同时，我们也将讨论RFI滤波器在电子设备中的其他潜在应用，以期为读者提供更深入的了解和应用建议。

通过本文的研究，我们希望读者能够更好地理解和运用RFI滤波器，提高电路的性能和可靠性。

2.正文2.1 仪表运放的作用仪表运放（Instrumentation Amplifier，简称INA）是一种特殊的运算放大器，它主要用于信号测量和传感器信号处理。

AD8237_cn

BW 1 +IN 2 –IN 3 –VS 4 + – – +
引脚配置
AD8237
8 7 6 5
VOUT FB
10289-001
REF +VS
TOP VIEW (Not to Scale)
图1.
表1. 仪表放大器分类1
通用 AD8421 AD8221/AD8222 AD8220/AD8224 AD8228 AD8295 AD8226
概述
AD8237是一款微功耗、零漂移、轨到轨输入和输出仪表放大器。它可通过两个相对匹配的电阻设置 1至 1000间的任何增益。在任何增益下均可用比率匹配的两个电阻保持出色的增益精度。 AD8237采用间接电流反馈架构，以实现真正的轨到轨能力。与传统仪表放大器不同，AD8237可以在共模电压等于或略微高于其电源电压下完全放大信号。这使得高共模电压的应用可以采用更小的电源，节约电能。 AD8237非常适合便携系统，最小电源电压为1.8 V，电源电流为115 μA(典型值)，并且具有宽输入范围；AD8237充分利用有限的功率，同时仍为台式系统提供合适的带宽和漂移性能。TAΒιβλιοθήκη = −40°C至+125°C
One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Fax: 781.461.3113
参数共模抑制比(CMRR) 直流共模抑制比(CMRR) G = 1, G = 10 G = 100, G = 1000 全温度范围(G = 1) 1 kHz时的CMRR 噪声电压噪声谱密度峰峰值电流噪声谱密度峰峰值失调电压失调平均温度系数折合到输入端的失调与电源的关系(PSR) 输入1 输入偏置电流全温度范围平均温度系数输入失调电流全温度范围平均温度系数输入阻抗差分共模差分输入工作电压输入工作电压(+IN、−IN或REF) 动态响应小信号带宽低带宽模式 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 高带宽模式 G = 10 G = 100 G = 1000 测试条件/注释 VCM = 0.1 V至4.9 V 最小值典型值最大值单位

EMG使用手册

DREHMO-Matic C
一体化电动执行器安装、调试、维护手册
该手册适用于开关型、步进型和调节型电动执行机构
总的说明
DREHMO电动执行器包含下列不同的文件：
（取决于供货时设备的...
PROFIBUS DP:单独的PROFIBUS DP说明书
INTERBUS-S:单独的INTERBUS-S说明书
13
3.3
一体化电子控制单元.......................................................................................................
14
3.3.1
带传统力矩和行程开关的Matic C图...............................................................................
7
3.1.1.1
A型驱动套的拆卸与安装..................................................................................
8
3.1.2
与阀门连接.....................................................................................................................
PROFIBUS DPE:单独的PROFIBUS DPE说明书
这个符号代表“注意”。
未能遵照执行可能会产生损害。
这个符号表示“警告!”。
未能遵照执行可能会导致人员和设备损失。

精密仪表放大器INA326327及其应用

有数据正在发送
干扰能力。
其接口电路框图如下
等待！
应用层有数据发送？同时查询下Ｒ状态Ｓ
没有数据要发送
：
．． …
长度／类型和数
据，前同步码和
ＦＣ由ＲＬ０９ＳＳＴ８１Ａ
令可以发送
数据报发送子函数〔先通过远程ＤＡＭ方式将数据按
制输出电压幅度或电源电压低的应用场合，为了降低输入失调电压与失调
热电偶
电压漂移，可能要求较低的Ｒ值。相２反地，单源工作时要求较高的Ｒ值以２使Ｉ＜５Ａ这时便会提高输人失调Ｒ２ｕ，２电压与失调电压漂移。电路条件引起的
理，因而抑制了共模输人电压，且不
需要精密匹配的电阻。图２示，如所同
围为：（－－０ｖＶ）１０ｖＶ）２ｍ一（＋＋０ｍ并保持良好的线性。由于工Ａ２／２带有预Ｎ３６３７
调整电阻网络，因此无需提供精密匹
电路没有ＣＯ运算放大器常见的ＮＭｓ／Ｐ入级跨接效应，有着非常好的线输
３３．输入偏置电流回路
虽然１Ａ２／２有差分输入端，３６３７Ｎ
２００３第０５期
３４Ａ２的便能．Ｉ３７Ｎ
与ＩＡ２才比，ＩＡ２增添了使６目Ｎ３Ｎ３７
１Ｒ和复制自Ａ的镜像１配的电阻，在实现高共模抑制（ＣＲ过Ｒ的电流Ｉ１其Ｍ的典型值为１４Ｂ的同时，很大地方１ｄ）便了用户。另外，工Ａ２／２的增益Ｎ３６３７

MSA手册(第三版)

内部资料严禁翻印测量系统分析参考手册第三版1990年2月第一版1995年2月第一版；1998年6月第二次印刷2002年3月第三版©1990©1995©2002版权由戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司所有本参考手册是在美国质量协会（ASQ）及汽车工业行动集团（AIAG）主持下，由戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司供方质量要求特别工作组认可的测量系统分析（MSA）工作组编写，负责第三版的工作组成员是David Benham（戴姆勒克莱斯勒）、Michael Down （通用）、Peter Cvetkovski（福特），以及Gregory Gruska（第三代公司）、Tripp Martin（FM 公司）、以及Steve Stahley（SRS技术服务）。

过去，克莱斯勒、福特和通用汽车公司各有其用于保证供方产品一致性的指南和格式。

这些指南的差异导致了对供方资源的额外要求。

为了改善这种状况，特别工作组被特许将克莱斯勒、福特和通用汽车公司所使用的参考手册、程序、报告格式有及技术术语进行标准化处理。

因此，克莱斯勒、福特和通用汽车公司同意在1990年编写并以通过AIAG分发MSA手册。

第一版发行后，供方反应良好，并根据实际应用经验，提出了一些修改建议，这些建议都已纳入第二版和第三版。

由克莱斯勒、福特和通用汽车公司批准并承认的本手册是QS-9000的补充参考文件。

本手册对测量系统分析进行了介绍，它并不限制与特殊生产过程或特殊商品相适应的分析方法的发展。

尽管这些指南非覆盖测量系统通常出现的情况，但可能还有一些问题没有考虑到。

这些问题应直接向顾客的供方质量质量保证（SQA）部门提出。

如果不知如何与有关的SQA部门联系，在顾客采购部的采购员可以提供帮助。

MSA工作组衷心感谢：戴姆勒克莱斯勒汽车公司副总裁Tom Sidlik、福特汽车公司Carlos Mazzorin，以及通用汽车公司Bo Andersson的指导和承诺；感谢AIAG在编写、出版、分发手册中提供的帮助；感谢特别工作组负责人Hank Gryn（戴姆勒克莱斯勒）、Russ Hopkins （福特）、Joe Bransky（通用），Jackie Parkhurst（通用（作为代表与ASQ及美国试验与材料协会（国际ASTM）的联系。

仪表放大器设计指南第三版08

D.
Voltage Offset 失调电压 Voltage offset specifications are often considered a figure of merit for instrumentation amplifiers. While any initial offset may be adjusted to zero through the use of hardware or software, shifts in offset voltage due to temperature variations are more difficult to correct. Intelligent systems using a microprocessor can use a temperature reference and calibration data to correct for this, but there are many small signal, high gain applications that do not have this capability. 失调电压指标经常被认为是仪表放大器的性能指数。任何初始失调，都可以通过硬件或软件调零，而温度变化造成的失调电压漂移，就非常难以校正了。应用微处理器的智能系统，可以通过温度参考、校准数据进行校正，但许多小信号、高增益应用不具备这样的能力。 Voltage offset and drift comprise four separate error definitions: room temperature (25℃), input and output, offset, and offset drift over temperature referred to both input and output. 电压失调和漂移包含 4 种独立的误差定义：室温（25℃）、输入输出、失调、折合都输入或输出端的失调温漂。 An in-amp should be regarded as a 2-stage amplifier with both an input and an output section. Each section has its own error sources. Because the errors of the output section are multiplied by a fixed gain (usually 2), this section is often the principal error source at low circuit gains. When the in-amp is operating at higher gains, the gain of the input stage is increased. As the gain is raised, errors contributed by the input section are multiplied, while output errors are reduced. Thus, at high gains, the input stage errors dominate. 仪表放大器可以看作一个包含输入、输出的两级放大器。每一级放大器都有自己的误差源，因为输出级的误差是与一个固定增益的乘积，在低增益时，输出级通常是主要的误差源。仪表放

仪表放大器设计指南第三版05

In general, like op amps, most monolithic in-amps have their integrators referenced to one or both power supply lines and should be decoupled with respect to the output reference terminal. This means that for each chip, a bypass capacitor should be connected between each power supply pin and the point on the board where the in-amp’s reference terminal is connected, as shown in Figure 5-2. 一般情况，像运算放大器、多数单片仪表放大器都有一个以电源为参考的积分器，同时也应该对输出参考端实施退藕。方法就是，对每个芯片，仪表放大器参考端在电路板上的结点和每个电源引脚之间连接一个旁路电容，如图 5-2 所示。
In Figure 5-3A, the input bias currents will charge up the ac coupling capacitors until the input common-mode voltage is exceeded. In other words, the caps will charge up to the supply line or down to ground depending on the direction of the input bias currents. Now, with a FET input device, and very large capacitors, it could take several minutes before the in-amp is rendered inoperative. As a result, a casual lab test might not detect this problem, so it’s very important to avoid it altogether. Figure 5-3B shows a transformer-coupled input with no center tap or other means for a dc return; so, the same problem occurs. 图 5-3A，输入偏置电流会对耦合电容充电，直到输入端的共模电压超过正常工作范围。也就是说，依赖于输入偏置电流的方向，充电过程使耦合电容的电压最终上升到电源电压，或下降到地电压（或

仪表放大器应用工程师指南(第三版)

仪表放大器应用工程师指南（第三版）仪表放大器应用工程师指南第一章仪表放大器的基本原理前言仪表放大器有时被错误地理解。

并非所有用于仪器仪表的放大器都是仪表放大器，而且仪表放大器决不只用于仪器仪表。

仪表放大器用于从电机控制到数据采集以及汽车系统等诸多领域。

本书的目的是阐述什么是仪表放大器，它的工作原理怎样，如何使用它以及在何处使用它等基本问题。

另外，本书还介绍了几种不同类型的仪表放大器。

仪表放大器与运算放大器的区别是什么,仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。

大9多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值为Ω10或更大。

其输入偏置电流也很低，典型值为1nA至50 nA。

与运算放大器一样，仪表放大器输出阻抗也很低，在低频段通常仅有几毫欧。

运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。

与运算放大器不同的是，仪表放大器使用一个与信号输入端隔离的内部反馈电阻网络。

对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该增益电阻器也与信号输入端隔离。

图1-1所示的是一个电桥前置放大电路，即为一种典型的仪表放大器应用。

当检测信号时，电桥电阻阻值改变，使电桥失去平衡并且在电桥两端产生一个差分的电压变化。

该电桥的信号输出就是这种差分电压，且其直接连接到仪表放大器的输入端。

此外，恒定的直流电压也施加到电桥的两输入端。

这种直流电压通常在两输入端是相等的或是共模的。

仪表放大器的主要作用通常是抑制共模直流电压或对两输入端共模的任何其它电压，同时放大差分信号电压，即两输入端之间的电压差。

相反，如果若在该类应用中采用标准的运算放大器，那么它只会对信号电压和任何直流信号、噪声或其它共模电压进行简单放大。

因此，信号会淹没在直流失调电压与噪声之中。

正因为如此，即使最好的运算放大器也不能有效地提取微弱的信号。

仪表放大器的正确使用方法[推荐]

仪表放大器的正确使用方法[推荐]摘自：EDN作者：Charles Kitchin及Lew Counts，Analog Devices仪表放大器的正确使用方法将现实世界的讯号连到仪表放大器时所应避免的一些常见应用问题。

仪表放大器（instrumentation amplifier）被广泛地应用在现实世界中的数据截取。

然而，设计工程师在使用它们时，却经常会出现不当使用的情形。

具体来说，尽管现代仪表放大器具有优异的共模抑制（comm on-mode rejection，CMR），但设计工程师必须限制总共模电压及信号电压，以避免放大器内部输入缓冲的饱和。

不幸的是，设计工程师经常忽略此一要求。

其他常见的应用问题则是由以下因素所引起的，包括以高阻抗源驱动仪表放大器的基准端；在增益很高的情况下来操作低供应电压的仪表放大器电路；仪表放大器输入端与交流耦合，但却没有提供直流对地的返回路径；以及使用不匹配的 RC 输入耦合组件。

仪表放大器快速入门仪表放大器是具有差分输入和单端输出的死循环增益电路区块。

仪表放大器一般还有一个基准输入端，以便让用户可以对输出电压进行上或下的位准移位（level-shift）。

使用者还可以一个或多个的内部或外部电阻来设定增益。

图 1 是一个桥式前置放大器（bridge-preamplifier）电路，这是一种典型的仪表放大器应用电路。

当检测到讯号时，该桥式电阻（bridge-resistor）值即改变，使得桥的平衡被破坏，而引起它的差分电压改变。

此一信号输出即是差分电压，它可以直接连接到仪表放大器的输入端。

另外，在零信号（zero-signal）情况下，在两条线路上也都会出现恒定的直流电压。

在这两条输入线路上的直流电压是相同的，或是共模的。

正常情况下，仪表放大器会抑制共模直流电压，或同时出现在两根在线的任何电压，如噪声和嗡嗡声(hum），而放大两线间电压差距的差分讯号电压。

CMR：运算放大器与仪表放大器的对比对许多应用来说，要从噪声、嗡嗡声或直流偏移电压背景中提取出微弱的信号，CMR 特性非常重要。

ADI问答之怎样构建与何时需要构建仪表放大器中文版仪表放大器

ADI问答之怎样构建与何时需要构建仪表放大器（中文版）仪表放大器可以成为您放大器工具箱中非常宝贵的资源。

无论您是在测量一个微小的信号还是设计一个多功能的系统前端，仪表放大器都是您工具箱中值得收藏的有用模块。

ADI公司将在本次在线研讨会里与您共同探讨仪表放大器丰富的功能。

首先，我们要介绍由两个或者三个运算放大器构建仪表放大器的基础知识。

然后，我们还要考察各种结构的优、缺点和设计考虑。

最后,我们还将讨论完全集成的仪表放大器的构成，并且将这种放大器的性能和自己构建的放大器的性能进行比较。

您好,如何构造带有偏置调节的仪表放大器电路?我们的仪表放大器有一个管脚可以直接完成这个功能。

如果自己搭建，右边接地的管脚的电压就可以完成偏置电压的调节仪表放大器对电源电压的要求？单电源行吗？如果需要电气隔离，怎么处理？谢谢！有些仪表放大器是可以使用单电源供电的，如AD623.如果需要隔离，需要使用另外的隔离电路。

仪表放大器使用过程有那些注意事项？如AD526，AD602AD526，AD602都是VGA，既可变增益放大器，他们跟仪表放大器的原理是不同的。

一般仪表放大器需要注意的就是输入共模电压不能过大，还有输入和输出的摆幅都应该在供电电压的双轨之间。

如何采用仪表运放构成交流恒定电流源,用于生物阻抗研究,要求电流幅值小<1mA,输出阻抗大,频率范围1kHz–100kHz;输入输出无较大的相移？ADI拥有DDS产品可以任意编程频率。

可以使用DDS来实现这个信号源。

具体实现电路，你可以打800-810-1742，我们的工程师会帮你设计你需要的电路。

请问,仪表放大器的输入信号都很微弱,ADI的仪表放大器在放大微弱信号和处理噪音方面有何独到之处?仪表放大器的优点在于它的输入阻抗很高，同时是差分输入，并且提供非常高的共模抑制比。

您好，麻烦问一下你们会不会讲一些你们在布线的时候遇到了什么样的问题，又是怎么去解决的呢？布线对于电路设计来讲是很关键的，ADI有许多这方面的资料可以供你参考。