ADI《仪表放大器应用工程师指南》中文版
AD8510中文资料
AD8510ARZ-REEL7: 运算放大器SOIC-8封装AD8510/AD8512/AD8513分别是单路、双路和四路精密JFET放大器,具有低失调电压、低输入偏置电流、低输入电压噪声和低输入电流噪声特性。
低失调、低噪声和极低输入偏置电流这些特性相结合,使这些放大器特别适合高阻抗传感器放大以及采用分流的精密电流测量。
直流精度、低噪声和快速建立时间特性相结合,则使医疗仪器、电子测量和自动测试设备可以获得优异的精度。
与许多竞争产品不同,即使容性负载相当大,AD8510/ AD8512/AD8513也能保持快速建立性能。
不同于许多旧式JFET放大器,当输入电压超过最大共模电压范围时,AD8510/AD8512/AD8513不会发生输出反相。
AD8510/AD8512/AD8513在容性负载下仍提供快速压摆率和极高稳定性,因此非常适合高性能滤波器使用。
低输入偏置电流、低失调和低噪声特性,使光二极管放大器电路具有较宽的动态范围。
低噪声、低失真、高输出电流和出色的速度,则使AD8510/AD8512/AD8513成为音频应用的绝佳选择。
AD8510/AD8512均采用8引脚窄体SOIC_N和8引脚MSOP两种封装。
MSOP封装器件仅提供卷带和卷盘形式。
AD8513采用14引脚SOIC_N和TSSOP两种封装。
AD8510/AD8512/AD8513的额定温度范围均为−40°C至+125°C扩展工业温度范围。
The AD8510/AD8512/AD8513 are single-, dual-, and quad-precision JFET amplifiers that feature low offset voltage, input bias current, input voltage noise, and input current noise.The combination of low offsets, low noise, and very low input bias currents makes these amplifiers especially suitable for high impedance sensor amplification and precise current measurements using shunts. The combination of dc precision, low noise, and fast settling time results in superior accuracy in medical instruments, electronic measurement, and automated test equipment. Unlike many competitive amplifiers, the AD8510/ AD8512/AD8513 maintain their fast settling performance even with substantial capacitive loads. Unlike many older JFET amplifiers, the AD8510/AD8512/AD8513 do not suffer from output phase reversal when input voltages exceed the maximum common-mode voltage range.Fast slew rate and great stability with capacitive loads make the AD8510/AD8512/AD8513 a perfect fit for high performance filters. Low input bias currents, low offset, and low noise result in a wide dynamic range of photodiode amplifier circuits. Low noise and distortion, high output current, and excellent speed make the AD8510/AD8512/AD8513 great choices for audio applications.The AD8510/AD8512 are both available in 8-lead narrow SOIC_N and 8-lead MSOP packages. MSOP-packaged parts are only available in tape and reel. The AD8513 is available in 14-lead SOIC_N and TSSOP packages.The AD8510/AD8512/AD8513 are specified over the −40°C to +125°C extended i ndustrial temperature range.产品应用领域Applications∙仪器仪表∙多极滤波器∙精密电流测量∙光电二极管放大器∙传感器∙音频∙Instrumentation∙Multipole filters∙Precision current measurement∙Photodiode amplifiers∙Sensors∙AudioAD8510ARZ-REEL7 特点∙0.1%快速建立时间：500 ns∙低失调电压：400 µV(最大值)∙低TCVOS：1 μV/°C(典型值)∙低输入偏置电流：25 pA(典型值,VS = ±15 V)∙低噪声：8 nV/√Hz(典型值,f = 1 kHz) 低失真：0.0005%∙无反相∙单位增益稳定∙Fast settling time: 500 ns to 0.1%∙Low offset voltage: 400 μV maximum∙Low TCVOS: 1 μV/°C typical∙Low input bias current: 25 pA typical at VS = ±15 V∙Low noise: 8 nV/√Hz typical at f = 1 kHz∙Low distortion: 0.0005%∙No phase reversal∙Unity gain stable实验室电路Find more at our Circuits Library.Precision, Bipolar Configuration for the AD5546/AD5556 DAC本电路中采用的产品:AD5546, AD5556, AD8512, ADR03电路类型: 乘法应用: 仪器仪表; 过程控制优化目标: 高性能; 高精度Precision, Bipolar, Configuration for the AD5547/AD5557 DAC本电路中采用的产品:AD5547, AD5557, AD8512, ADR01电路类型: 乘法应用: 仪器仪表; 过程控制优化目标: 高性能; 高精度采用本器件的已验证电路已验证电路专为提供易用性而设计,并已经过ADI公司应用工程师的验证。
按应用分类的运算放大器选型指南
ADI 公司开发创新能源解决方案已逾十年。
我们的高性能放大器产品组合在促进变电站设备中的电能质量监控方面起着重要作用，而且随着再生能源系统的最新发展，它们也有助于实现突破性的解决方案。
能源应用放大器欲了解有关能源应用的更多信息，请访问：/zh/energy典型太阳能电池系统图典型变电站自动化系统图过程控制和工业自动化应用放大器40多年来，工业过程控制系统设计者与ADI公司密切合作，以定义、开发、实施针对各种应用进行优化的完整信号链解决方案。
我们提供基于业界领先技术和系统性专业技术的精密控制与监测解决方案，使过程控制同时具备可靠性与创新性。
欲了解有关过程控制和工业自动化应用的更多信息，请访问：/zh/processcontrol仪器仪表和测量应用放大器ADI公司提供高性能模拟解决方案，用来检测、测量、控制各种传感器。
我们的技术支持广泛的创新设备鉴别、测量液体、粉末、固体和气体。
领先的放大器产品可帮助客户优化定性和定量仪器的性能。
网络分析仪框图电子秤框图欲了解有关仪器仪表和测量应用的更多信息，请访问：/zh/instrumentation电机和电源控制应用放大器针对电机和电源控制解决方案，ADI公司提供齐全的产品系列以优化系统级和应用导向设计。
ADI公司的放大器产品在电流检测和电压检测应用中具有许多优势。
欲了解有关电机和电源控制应用的更多信息，请访问：/zh/motorcontorl健器械的未来。
脉搏血氧仪功能框图医疗保健应用放大器(续)超声功能框图欲了解有关医疗保健应用的更多信息，请访问：/zh/healthcare通信应用放大器通信系统联通世界。
无论是传输重要信息，报导突发新闻，还是联系家人和朋友，通信系统都不可或缺。
宽带系统设计工程一向信赖ADI公司来创造卓越的设计。
ADI公司丰富多样的运算放大器支持由点到点通信系统、专用移动无线电和无线基础设施设备所组成的网络以低功耗、高容量和经济有效的方式运行。
仪表放大器应用
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。
仪表放大器及应用
仪表放大器及应用仪表放大器及应用１概述仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器，它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点。
差分放大器和仪表放大器所采用的基础部件(范文先生网收集整理)（运算放大器）基本相同，它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。
标准运算放大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和仪表放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比（ＣＭＲ）。
它们通常不需要外部反馈网络。
用分离元件构建仪表放大器(ＩＡ）需要花费很多的时间和精力，而采用集成仪表放大器（ＩＡ）或差分放大器则是一种简便而又可行的替换方案。
为了更好的理解仪表放大器（ＩＡ），了解共模抑制比（ＣＭＲ）的重要性，这里以图１所示的惠斯通电桥变送器来进行说明，图１中，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝５ｋΩ，激励电压（Ｖｅｘ）为１０Ｖ。
这样，在空载条件下，对“电桥”进行计算可得：Ｖ１＝Ｖｅｘ(Ｒ２／(Ｒ２＋Ｒ１))，Ｖ１＝５ＶＶ２＝Ｖｅｘ（Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）），Ｖ２＝５Ｖ所以：Ｖ＝Ｖ１－Ｖ２＝５Ｖ－５Ｖ＝０Ｖ变送器输出就是电桥两个输出端的电压差（ΔＶ）。
假定有某个激励加在电桥的４个活动臂上，并使得Ｒ１和Ｒ４的值有所增加，同时Ｒ２和Ｒ３的值有所减少；此时若取：Ｒ１＝Ｒ４＝５００１Ω，Ｒ２＝Ｒ３＝４９９９Ω，Ｖｅｘ＝１０Ｖ，那么可得：Ｖ１＝５．００１Ｖ? Ｖ２＝４．９９９Ｖ，实际上，人们所关心的信号是：ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ２＝２ｍＶ。
因此，通过对共模电压（ＣＭＶ）进行计算可知：即便电桥不平衡，共模电压（ＣＭＶ）仍然等于（Ｖ１＋Ｖ２,／２＝５Ｖ。
理想情况下，此电路的输出是：Ｖｏ＝ΔＶ· Ｇａｉｎ。
上述计算表明，在有大的共模信号时，测量一个微弱的电压信号比较困难；而ΔＶ（以ｍＶ为单位）则可通过测量两个较大的电压信号Ｖ２与Ｖ１来获得，这两个电压均可在伏特级。
２误差早期比例计量是用检流计实现的，它（不像ＩＡ）不受共模电压的困扰。
仪表放大器 原理
仪表放大器原理
仪表放大器是一种电路设备，用于将输入信号放大并输出至仪表显示。
其基本原理是通过放大器电路对输入信号进行放大，以便能够更好地显示在仪表上。
仪表放大器的核心部件是放大器，根据不同的应用需求，可以选择使用不同类型的放大器，如运放放大器、电子管放大器等。
放大器接收输入信号，经过放大后输出到仪表上。
在仪表放大器中，通常还会加入一些辅助电路来实现对输入信号的处理和调节。
比如，可以加入滤波电路来滤除输入信号中的噪音和干扰，提高信号的纯净度；还可以加入增益调节电路，以便根据需求调节放大倍数。
此外，在仪表放大器中，还需要考虑输入和输出的匹配问题，以确保输入信号的准确度和稳定性。
通常会根据输入信号的幅度范围和仪表的灵敏度要求，选择合适的放大倍数和增益值。
最终，经过放大和处理后的信号将输出至仪表上，实现对输入信号的具体量化和显示。
仪表放大器的设计和调试是一个复杂的过程，需要考虑到多个因素如电路的稳定性、信号的准确度和仪表的精度等。
总结来说，仪表放大器通过放大器电路对输入信号进行放大，再经过处理和调节，将信号输出至仪表显示。
其原理主要涉及信号放大、滤波和增益调节等。
通过合理的设计和调试，能够实现对输入信号的准确量化和显示。
直击增益范围:利用仪表放大器获得多个增益范围
直击增益范围：利用仪表放大器获得多个增益范围Scott Hunt【期刊名称】《中国电子商情·基础电子》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】2页(P26-27)【作者】Scott Hunt【作者单位】ADI公司线性和精密技术部【正文语种】中文我有一个仪表放大器，但我需要更宽的动态范围，而不是单一增益。
我可以通过多路复用增益电阻来获得可编程增益吗？为了实现高精度传感器测量动态范围的最大化，可能需要使用可编程增益仪表放大器(PGIA)。
由于大多数仪表放大器使用外部增益电阻(RG)来设置增益，似乎通过一组多路复用增益电阻就可以实现所需的可编程增益。
虽然这是可能的，但在以这种方式将固态多路复用器施加于系统之前需要考虑三个主要问题：电源与信号电压的限制、开关电容和导通电阻。
开关的信号电压范围设计考虑固态CMOS开关需电源供电。
源电压或漏极电压超过电源电压时，故障电流流过，会导致输出不正确。
每个电阻RG引脚的电压通常处于二极管相应输入端的压降范围内；因此，该开关的信号电压范围须大于仪表放大器的输入范围。
图1 AD8421 PGIA带有多路复用器电容的设计考虑该开关电容类似于将电容悬于其中一个RG引脚上，并保持另一个RG引脚不变。
足够大的电容可能导致峰化或不稳定，但更容易被忽视的问题是对共模抑制比的影响。
在电路板布局中，接地层一般从Rg引脚下方移除，因为小于1 pF的电容不平衡会大大降低AC CMRR。
开关电容可为几十pF，会导致较大误差。
以具有完美CMRR的仪表放大器为简单示例，不存在RG，仅在一个RG引脚上存在电容，由电容引起的CMRR的估算如下：CMRR(f) = –20 × log10 (f × 2π × CRG × RF)例如，如果内部反馈电阻RF = 25 kΩ，CRG = 10 pF，则10 kHz时的CMRR仅为36 dB。
这表明需要使用低电容开关或平衡开关架构，如图2所示的SPST开关。
ADI《仪表放大器应用工程师指南》中文版
下面是我上月25号整理的，当时偶然发现我就趋值班的时间整理了一下，现在整理一下供大家点评。
下面有下划线的地方是我修改过的（方括号［］内是原译和本人观点），我觉得这样比较通顺一点，正文中的黑体处属于准确性明显不足的地方。
今天还发现了一个明显是错误的地方，呆会帖出来，大家看看是不是？信号放大与 CMR［原译：仪表放大器是一种放大两输入信号电压之差而抑制对两输入端共模的任何信号的器件。
----观点：原文说得好好的，但译出了一种洋味，特别是那个“对”字，纯属多余又影响理解。
|| 原文：An instrumentation amplifier is a device that amplifies the dif ference between two input signal voltages while rejecting any signals thatare common to both inputs.抑制这两个输入端共模信号的器件，因此，仪表放大器在从传感器和其它信号源提取微弱信号时提供非常重要的功能。
共模抑制（CMR）是指抵消任何共模信号（［原译：两输入端电位相同----观点：两个输入端的电位|| 原文：the same potential on both inputs］）同时放大差模信号（两输入端的电位差）的特性，这是仪表放大器所提供的最重要的功能（阅读附注：也可以说是表现最突出、最有吸引力的功能/性能）。
［原译：DC 和交流（AC）CMR 两者都是仪表放大器的重要技术指标----观点：意思没错，就是有点“涩”，翻译时加上CMR的中文意思更多方便更语言化一点，但那个“两者”是没有必要加进去了。
|| 原文：Both dc and ac common-mode rejection are important in-amp specifications.］直流和交流的共模抑制CMR都是它的重要技术指标。
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。
adi ada4571 集成式角度传感器和信号调理器 数据手册说明书
，折合到输出端
放大器带宽，
峰值
度 度
数据手册
参数 电源抑制
输出短路电流
灵敏度 电源
电源电压 静态电源电流
上电时间
数字输入 输入偏置电流
输入偏置电流
输入电压（ 和 ） 高 低
温度传感器 全温度范围内的误差 温度电压范围 温度系数 输出电压 输出阻抗 负载电容 短路电流
负载电容 外部负载电容
符号
测试条件 注释 测量输出相对于
频率相关误差。放大器传播延迟会影响 和 ，并反映
在旋转磁场的实际角度方向上。对于每分钟转速非常高的系
统，典型特征值可用于对此误差进行一阶补偿。对于低转速
系统，此误差成分可忽略不计，无需补偿。
数据手册
工作原理
是一款 传感器，集成了信号调理放大器和
驱动器。
产生正弦和余弦两路模拟输出，指
示周围磁场的角位置。
图 匀质磁场的方向
图
正弦通道内部详细框图
数据手册
图 典型输出波形—正弦和余弦输出与磁角的关系
数据手册
应用信息
集成式 传感器设计用于具有独立处理器 或电子控
引脚配置和功能描述 典型性能参数 术语 工作原理 应用信息
角度计算 连接 机械公差图 诊断 外形尺寸 订购指南 汽车应用产品
数据手册
数据手册
技术规格
磁特性
表 参数 磁场强度， 磁场最大旋转频率 基准位置误差
基准角度误差
值
单位
测试条件/注释
传感器平面需要的激励磁场，用以确保达到表 和表 规定的最小误差
和 之间；
是反正切计算之后的总机械角误差。此参数在 和
下进行 生产测试。此误差包括校准之前全温度范围内的所有误差源。例如：失调、幅
仪表放大器的设计教材
仪表放大器的设计教材仪表放大器是用于放大小信号的器件，通常用于正弦波、脉冲或任何其他信号的放大或隔离。
在仪表放大器的设计中，需要考虑信噪比、增益、带宽和线性度等因素，以确保能够准确地放大信号并保持信号的完整性。
以下是一些可能有用的教材来帮助学生设计仪表放大器。
1.《仪表放大器设计指南》这本书是由Texas Instruments出版的指南，介绍了仪表放大器的设计和实现。
本书提供了深入的技术信息，包括放大器的基本原理、输入输出参数、电源电路和电路设计方案。
2.《放大器设计实用指南》这本书详细介绍了放大器的设计原理和技术细节，包括从设计目标到组件选择的所有内容。
读者将学习如何选择适当的电路元件，如何设计适当的放大器电路和如何测试和优化放大器。
3. 《模拟集成电路设计》这本书是一本全面的模拟电路设计教材，其中包括了仪表放大器的设计和实现。
此书介绍了模拟电路设计的基本原理和技术，并提供了大量的例子和实践经验，帮助读者深入了解模拟电路设计。
4. 《多策略放大器设计》这本书详细介绍了如何使用多种技术和策略来设计仪器放大器，以实现更高的放大增益和更好的性能。
书中涉及到的内容包括放大器技术、放大器与传感器的接口、放大器的噪声和抗干扰等方面，对设计过程进行了全面的讨论。
5. 《操作放大器和仪表放大器手册》这本书介绍了操作放大器和仪表放大器的基本原理和应用。
该手册提供了广泛的实践例子，阐述了设计、测试和调整仪表放大器和操作放大器的方法，能够帮助读者更好地理解仪表放大器的设计和使用。
以上这些书籍能够为学生提供深入了解仪表放大器设计原理和技术，并帮助他们掌握各种设计技巧，从而更好地完成实验和课程项目。
AD8237_cn
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
仪表放大器设计指南 第三版 01
Chapter-1: IN-AMP BASICS第一章第一章：：仪表放大器基本原理1. INTRODUCTION简介Instrumentation amplifiers (in-amps) are sometimes misunderstood. Not all amplifiers used in instrumentation applications are instrumentation amplifiers, and by no means are all in-amps used only in instrumentation applications. In-amps are used in many applications, from motor control to data acquisition to automotive. The intent of this guide is to explain the fundamentals of what an instrumentation amplifier is, how it operates, and how and where to use it. In addition, several different categories of instrumentation amplifiers are addressed in this guide.仪表放大器经常被误解。
并非所有用在仪器仪表应用中的放大器都是仪表放大器；也绝非所有仪表放大器只能应用于仪器仪表应用中。
仪表放大器应用于多种应用领域，从马达控制到汽车业的数据采集，等等。
本文目的就是解释什么是仪表放大器、仪表放大器如何工作、又如何应用，等等一系列基础知识。
此外，本文附有不同种类的仪表放大器供查询。
2. IN-AMPS vs. OP AMPS: WHAT ARE THE DIFFERENCES?仪表放大器 --- 运算放大器运算放大器：：区别何在区别何在？？An instrumentation amplifier is a closed-loop gain block that has a differential input and an output that is single-ended with respect to a reference terminal. Most commonly, the impedances of the two input terminals are balanced and have high values, typically 109Ω, or greater. The input bias currents should also be low, typically 1 nA to 50 nA. As with op amps, output impedance is very low, nominally only a few milliohms, at low frequencies.仪表放大器为闭环增益模块，为差动输入、单端输出（相对于参考端）。
ADI运算放大器选型指南
2011–2012
和内设含计产公品式选插型页
/zh/opamps
/zh/opamps | 1
ADI公司为每种应用都准备了合适的放大器
为什么会有如此之多不同类型的运算放大器？ADI公司的工程师 坚持不懈地追寻令人捉摸不定的理想运算放大器，虽然我们离实 现它仅几步之遥，但遗憾的是，它仍然只存在于书本中。因此， 我们致力于提供类型广泛的运算放大器，来满足客户的众多不同 需求。
工作电源电压范围 放大器在额定范围内工作时，能够施加于放大器的电源电压范 围。许多应用的运算放大器电路采用平衡的双电源，但有些应用 出于节能或其它原因而使用单电源。例如，汽车和轮船设备中的 电池电源仅提供一个极性。甚至线路供电的设备，如计算机等， 也可能只有单极性电源，为系统提供+5 V或+12 V直流电源，或者 低至1.8 V，较新的应用使用的电压甚至更低。
• 自稳零运算放大器：<1 µV • 精密运算放大器：50 µV至500 µV • 最佳双极性运算放大器：10 µV至25 µV • 最佳JFET输入运算放大器：100 µV至1000 µV • 最佳双极性高速运算放大器：100 µV至2000 µV • 未调整的CMOS运算放大器：>2 mV • DigiTrim® CMOS运算放大器：<100 µV至1000 µV
精密放大器 (带宽 < 50 MHz)
电流反馈...................................................... . . . . . . . 36
零漂移... . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................... ..... 10 高输出电流................................................... . . . . . . . 37
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]](https://img.taocdn.com/s3/m/48a39fc1c0c708a1284ac850ad02de80d4d8068d.png)
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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
下面是我上月25号整理的，当时偶然发现我就趋值班的时间整理了一下，现在整理一下供大家点评。
下面有下划线的地方是我修改过的（方括号［］内是原译和本人观点），我觉得这样比较通顺一点，正文中的黑体处属于准确性明显不足的地方。
今天还发现了一个明显是错误的地方，呆会帖出来，大家看看是不是？信号放大与 CMR［原译：仪表放大器是一种放大两输入信号电压之差而抑制对两输入端共模的任何信号的器件。
----观点：原文说得好好的，但译出了一种洋味，特别是那个“对”字，纯属多余又影响理解。
|| 原文：An instrumentation amplifier is a device that amplifies the dif ference between two input signal voltages while rejecting any signals thatare common to both inputs.抑制这两个输入端共模信号的器件，因此，仪表放大器在从传感器和其它信号源提取微弱信号时提供非常重要的功能。
共模抑制（CMR）是指抵消任何共模信号（［原译：两输入端电位相同----观点：两个输入端的电位|| 原文：the same potential on both inputs］）同时放大差模信号（两输入端的电位差）的特性，这是仪表放大器所提供的最重要的功能（阅读附注：也可以说是表现最突出、最有吸引力的功能/性能）。
［原译：DC 和交流（AC）CMR 两者都是仪表放大器的重要技术指标----观点：意思没错，就是有点“涩”，翻译时加上CMR的中文意思更多方便更语言化一点，但那个“两者”是没有必要加进去了。
|| 原文：Both dc and ac common-mode rejection are important in-amp specifications.］直流和交流的共模抑制CMR都是它的重要技术指标。
［原译：使用现代任何质量合格的仪表放大器都能将由于DC 共模电压（即，出现在两输入端的DC 电压）产生的任何误差减小到80 dB 至120 dB。
----观点：理由同上句，但读者要注意原文并没有说交流共模抑制也能达到8 0～120dB。
|| 原文：Any errors due to dc common-mode voltage (i.e., dc v oltage present at both inputs) will be reduced 80 dB to 120 dB by any modern in-amp of decent quality共模电压（即出现在两输入端的直流电压）产生的任何误差减小到80～120dB。
然而，［原译：如果AC CMR 不够大会产生一种很大的时变误差。
因为它通常随着频率产生很大变化，所以要在仪表放大器的输出端消除它是困难的。
幸好大多数现代单片集成电路（IC）仪表放大器提供了优良的 AC CMR 和DC CMR。
----观点：没有多大的问题吧，试按原文逻辑改译一下。
不过，象AC CMR之类最好还是译作交流共模抑制或交流共模抑制CMR。
|| 原文：However, inadequate ac CMR causes a large, time-varying error that often changes greatly with frequency, and therefore, is difficult t o remove at the IA’s output. Fortunately, most modern monolithic IC in-a mps provide excellent ac and dc common-mode rejection.］如果交流共模抑制CMR 不够大，通常会产生随频率增大而变大的时变误差，因此要在仪表放大器的输出端消除它是困难的。
幸好大多数现代单片集成电路（IC）仪表放大器提供了优良的AC CMR 和DC CMR。
［原译：共模增益（ACM）是指输出电压变化与共模输入电压变化之比，它与CMR有关。
----观点：我觉得改后更加汉化一点。
|| 原文Common-mode gain (ACM), the rati o of change in output voltage to change in common-mode input voltage, is related to common-mode rejection.］共模增益（ACM）与CMR有关，它是指输出电压变化与共模输入电压变化之比。
ACM是指两个输入端施加共模电压时从输入到输出的净增益（衰减）。
［原译：例如，一个仪表放大器的共模增益为1/1000，其输入端的1 0 V共模电压在其输出端会呈现出10mV的变化。
----观点：译文在语法和逻辑上有问题。
|| 原文：For example, an in-amp with a common-mode gain of 1/1,000 and a 10 V common-mode voltage at its inputs will exhibit a 10 mV output c hange.］例如，一个输入端的10 V共模电压在其输出端会呈现出10mV的变化的仪表。
差模增益或常模增益（AD）是指两个输入端施加（或跨接）不同的电压时输入与输出之间的电压增益。
共模抑制比（CMRR）是指AD与ACM之比。
［原译：请注意在理想的仪表放大器中，CMRR 将成比例随增益增加。
----观点：译文有缺漏现象。
|| 原文：Note that in an ideal in-amp, CMRR will increase in proportion to gain.共模抑制比CMRR将成比例地随增益增加而增大。
CMR 通常是在给定频率和规定不平衡源阻抗条件下（例如，60 Hz 频率，1 kΩ 不平衡源阻抗）对满度范围共模电压（CMV）的变化规定的。
数学上，CMRR 可用下式表达：CMRR=AD(V CM/V OUT)其中AD是放大器差模增益。
V CM是呈现在放大器输入端的共模电压。
V OUT是当共模输入信号施加到放大器时呈现的输出电压。
CMR 是CMRR 的对数表达形式，即：CMR = 20Log10 CMRR为了使仪表放大器有效工作，要求它既能放大微伏（μV）级信号，同时又能抑制输入端的共模电压。
这对于在有用带宽内能够抑制共模信号的仪表放大器来说是特别重要的，即要求仪表放［原译：略----观点：仅仅是连接不太合乎我意。
以下部分过于简单的地方也仅用下划线表示出，不再做观点说明。
|| 原文：略］大器在有用的主要频率及其谐波范围内具有非常高的CMR。
运算放大器与仪表放大器的 CMR 比较运算放大器、仪表放大器和差分放大器都可以提供CMR。
然而，仪表放大器和差分放大器适合用于抑制共模信号以便它们不在其放大器的输出端出现。
［原译：相反，按照典型的反相或同相放大器方式工作的运算放大器处理共模信号，将其送至输出端，但是通常并不抑制它们。
----观点：尽管只增加一个字，但我看不能少。
|| 原文：In contrast, an op am p operated in the typical inverting or noninverting amplifier configuration w ill process common-mode signals, passing them through to the output, but will not normally reject them.］相反，按照典型的反相或同相放大器方式工作的运算放大器处理共模信号时，会将其送至输出端，但是通常并不抑制它们。
图1-3a示出一个运算放大器，与其连接的输入信号源叠加在一个共模电压之上。
因为反馈是从外部施加在输出与求和节点之间，所以迫使“－”输入端的电压与“＋”输入端的电压相同。
所以该运算放大器的两输入端之间的电压理想情况下应为0 V。
因此，对应于0 V差分输入，该运算放大器的输出端电压必须等于VCM。
［原译：虽然运算放大器具有CMR，但是共模电压与信号电压一起被传送到输出端。
实际上，信号通过运算放大器的闭环增益被放大而共模电压仅得到单位增益。
----观点：把“但是”放进来确实是常识，但因放错了位置而导致语言逻辑上存在问题，何况原文的意思也不是这样。
另外，我认为，这种场合下“the signal”译作“有用信号”比较恰当，简单地译作“信号”不容易误解也不容易理解。
|| 原文：Even though the op amp has common-mo de rejection, the common-mode voltage is transferred to the output along with the signal. In practice, the signal is amplified by the op amp’s closed-loop gain while the common-mode voltage receives only unity gain.］虽然运［原译：这种在增益方面的差异确实能按照信号电压的百分比对共模电压提供一些衰减。
然而，共模电压依然出现在输出端并且它的存在降低了放大器的有效输出范围。
----观点：这句译得比较好，不过，后面加上一个“因为”就醒目多了。
当然，中间的那个句号还是用逗号为好。
|| 原文：However, the common-mode voltage still appears at the output and its pre sence reduces the amplifier’s available output swing. ］这种在增益方面的差异确实能按照信号电压的百分比对共模电压提供一些衰减，然而，共模电压却依然出现在输出端，由于许多原因，出现在运算放大器的输出端的任何共模信号（DC 或AC）都是非常讨厌的。
图1-3a. 在利用运算放大器构成的一个典型的反相或同相放大器电路中，信号电压和共模电压都出现在放大器的输出端。
［原译：图1-3b 示出一个三运放仪表放大器的运算放大器，工作在上述相同条件下。
----观点：硬加进去的“运算放大器”纯属无中生有，还影响了全句的意思|| 原文：Figure 1-3b shows a 3-op amp in-amp operating under the same conditions. ］图1-3b ［原译：请注意，像运算放大器电路一样，仪表放大器的输入缓冲放大器以单位增益通过共模信号。