仪表放大器的应用技巧(摘)

仪用放大器应用技巧1.选择合适的放大器类型：根据应用需求，选择适当的放大器类型，如差分放大器、运算放大器、功率放大器等。

不同的应用场景需要不同的放大器类型，例如差分放大器适用于抗干扰能力要求较高的环境。

2.输入输出阻抗匹配：为了保证信号传输的质量和准确性，输入输出阻抗的匹配非常重要。

通常情况下，放大器的输入阻抗应该与信号源的输出阻抗匹配，输出阻抗应该与负载的输入阻抗匹配。

3.去除电源噪声：电源噪声是影响放大器性能的常见问题之一、为了减小电源噪声对放大器的干扰，可以使用电源滤波器和稳压器进行处理，保证电源电压的稳定性和纹波的小。

4.地线设计：良好的地线设计可以减小信号干扰和回路噪声。

在设计电路板时，应该将地线设计为低阻抗的共模回环，避免共模信号干扰。

5.控制放大器增益：根据实际需求，合理控制放大器的增益。

过高的放大倍数可能导致信号失真或产生噪声，而过低的放大倍数则可能无法满足要求。

6.温度控制：放大器的性能可能会受到温度影响。

在使用放大器时，应该注意环境温度，避免过高或过低的温度对放大器产生不利影响。

7.防止反馈干扰：放大器的反馈回路可能会引起干扰，导致放大器性能下降。

要防止反馈干扰，可以合理设计反馈回路，控制反馈系数，并注意绕线和布局。

8.良好的信号接地：为了减小信号干扰，重要信号应该选择良好的接地点。

避免信号回路共用终端接地，减少共模干扰。

9.防止过载：过载可能导致放大器工作不稳定。

合理控制输入信号的幅度，避免过大的输入信号导致过载。

10.防止交叉耦合：当多个放大器放置在一起时，要注意防止信号的交叉耦合。

可以采用屏蔽、间隔、屏蔽和绕线等方法来减小交叉耦合的影响。

11.信号损耗和失真：要保证信号在放大器中传输时的准确性，需要注意信号的损耗和失真。

合理选择放大器的频率响应和失真参数，选择适当的补偿电路进行校正。

12.防止震荡：震荡可能导致放大器的不稳定工作，影响应用性能。

要采取相应的措施，如选择合适的电容和电感值、增加衰减电阻等，以防止震荡的发生。

智能化传感器中应用仪表放大器时应注意的问题1 序言仪表放大器（IA）由于其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、宽电源供电范围及小体积等一系列优点，在数据采集系统、电桥、热电偶及温度传感器的放大电路中得到了广泛的应用，它既能对单端信号又能对差分信号进行放大。

在数据采集系统中，一般需要实现对多路信号进行数据采集，这主要是通过多路开关来实现对多路信号的切换。

实际应用中，针对不同的测量对象可以分别选择单端信号或差分信号的输入方式来实现对信号的获取，一般市场上所有的多路信号采集系统基本上都具备这种功能。

差分仪表放大器具有对差分信号进行放大，对共模信号加以抑制的功能，但是并非所有差分信号输出的场合可以直接使用仪表放大器作为前置信号放大级，具体来说必须考虑到共模信号的大小、差分信号的大小、放大倍数的选择、输入信号的频率范围等因素，同时针对输入信号的具体情况可以选择单端信号输入方式或者差分信号输入方式。

下面对仪表放大器在实际应用中所涉及到的这些问题分别加以阐述。

2 仪表放大器的结构仪表放大器一般是由三个放大器和经过激光调阻修正的电阻网络构成，如图1所示。

在传统的三片运放方式的基础上做一些改进，内部阻值的校准保证用户只需要外接一个电阻即可实现由1到上万倍的增益精确设定，减少了由于增益相关误差带来的数据采集误差，同时这种结构保证其具有高输入阻抗和低输出阻抗，且每一路输入都有输入保护电路以避免损坏器件。

由于采用激光调阻，使其具有低失调电压、高共模抑制比和低温漂。

图1 仪表放大器的结构原理框图图1所示为BB（Burr Brown）公司的INA114、INA118等仪表放大器的结构原理框图及引脚。

在实际应用时，正负电源引脚处应接滤波电容C，以消除电源带来的干扰。

5脚为输出参考端，一般接地。

实际应用中即使5脚对地之间存在很小的电阻值，也将对器件的共模抑制比产生很大的影响，如5欧姆的阻值将导致共模抑制比衰减到80dB。

一、仪表放大器概述１、仪表放大器的概念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，具有差分输出和相对参考端的单端输出，随着电子技术的飞速发展，仪表放大器也得到广泛的应用。

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备受青睐。

２、仪表放大器的特点仪表放大器主要以下三方面的特点：（１）低输入偏置电流和低失调电流误差。

仪表放大器具有偏置电流流入和流出的两个输入端；对于双极型输入仪表放大器是基极电流；对于场效应管（ＦＥＴ）输入仪表放大器是栅极漏电流。

这个偏置电流流过不平衡的信号源电阻将产生一个失调误差，输入失调电流误差被定义为流过两个输入端的偏置电流之间的失配程度，双极型输入仪表放大器的偏置电流典型值为１　ｎＡ至５０　ｎＡ；而ＦＥＴ输入仪表放大器的偏置电流在室温下的典型值为１　ｐＡ至５０　ｐＡ。

（２）低噪声。

因为仪表放大器必须能够处理非常低的输入电压，所以它绝对不能把自身的噪声信号加到信号电压仪表放大器及其应用问题研究梅玉芳 四川自贡电业局上，在１　ｋＨｚ（增益大于１００）的条件下，折合到输入端（ＲＴＩ）的最小输入噪声为１０　ｎＶ／√Ｈｚ是允许的，微功耗仪表放大器适合于尽可能最低的输入电流，通常比输入电流较大的仪表放大器具有较高的噪声。

（３）低非线性。

输入失调和比例系数误差都能通过外部调整来修正，但是非线性是器件的固有的性能限制，所以它不能由外部调整来消除，低非线性误差必须由仪表放大器生产厂家的结构设计来保证。

非线性通常规定为在正满度电压与负满度电压及零电压条件下，厂家测量仪表放大器的误差占满度的百分数，对于一个高质量的仪表放大器典型的非线性误差为０．０１％，有的甚至低于０．０００１％。

二、仪表放大器的技术原理１、仪表放大器与运算放大器的区别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　≥１０９Ω。

仪用放大器使用注意事项。

仪表放大器的结构仪表放大器一般是由三个放大器和经过激光调阻修正的电阻网络构成，如图1所示。

在传统的三片运放方式的基础上做一些改进，内部阻值的校准保证用户只需要外接一个电阻即可实现由1到上万倍的增益精确设定，减少了由于增益相关误差带来的数据采集误差，同时这种结构保证其具有高输入阻抗和低输出阻抗，且每一路输入都有输入保护电路以避免损坏器件。

由于采用激光调阻，使其具有低失调电压、高共模抑制比和低温漂。

图1 仪表放大器的结构原理框图图1所示为BB（Burr Brown）公司的INA114、INA118等仪表放大器的结构原理框图及引脚。

在实际应用时，正负电源引脚处应接滤波电容C，以消除电源带来的干扰。

5脚为输出参考端，一般接地。

实际应用中即使5脚对地之间存在很小的电阻值，也将对器件的共模抑制比产生很大的影响，如5欧姆的阻值将导致共模抑制比衰减到80dB。

应用中应考虑的问题1 输入偏置电流回路一般来说，选择差分信号测量的工作方式时，后面的信号放大电路一般直接采用仪表放大器构成。

仪表放大器的输入阻抗非常高,大约达到1010Ω数量级，相应对于差分输入的每个输入端都需要输入偏置电流通道，以提供共模电流反馈回路，例如仪表放大器IN118输入偏置电流大约为±5nA。

由于仪表放大器的输入阻抗非常高，使得输入的偏置电流随输入电压的变化非常小，对差分信号放大不会产生太大影响。

输入偏置电流是仪表放大器（IA）输入三极管所必须的电流，电路设计时必须保证偏置电流有接地的回路，如果电路中没有输入偏置电流通道，传感器的输入将处于浮电位状态，而浮电位值很可能超过放大器所能够允许的共模电压范围（其值与放大器的供电电压相关），使输入放大器饱和而失去放大功能。

（实验中好像是c）针对实际的应用情况，输入偏置电流回路设置可以采用三种基本形式，分别如图2所示。

其中(a)为差分信号源阻抗较高（人体内阻算大还是小？接电极时是否需要导电膏之类的东西，这是人体电阻大约是多少？）时常用的形式，其中的两个接地电阻相等，以保证较高的共模抑制比和减小偏置电流对失调的影响；（b）为信号源阻抗较低时采用的形式（如热电偶）；（c）为对称结构常用的形式。

仪表放大器优势_仪表放大器典型应用及实例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。

本文首先介绍了仪表放大器的原理及特点，其次介绍了仪表放大器的优势，最后介绍了仪表放大器典型应用及实例。

仪表放大器的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，使得共模抑制比得到提高。

这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在共模抑制比要求不变情况下，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。

在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下，图1电路的增益为：Au=（1+2R1/Rg）（Rf/R3）。

由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现，仪表放大器典型结构见图1。

仪表放大器的特点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、低噪声、低线性误差、低失调电压和失调电压漂移、低输入偏置电流和失调电流误差等特点。

仪表放大器的优势1、高共模抑制比仪表放大器具有能够消除任何共模信号（两输入端电位相同）而放大差模信号（两输入端电位不同）的特性。

为了使仪表放大器能正常工作，要求它既能放大微伏级差模信号，同时又能抑制几伏的共模信号，实现这种功能的仪表放大器必须具有很高的共模抑制能力。

共模抑制比的典型值为70- 100dB.通常，在高增益时，CMRR 的性能会得到改善，即。

仪表放大器及应用
，但其输入阻抗较低，而且电阻之间有较大差异。

电阻的匹配必须非常精确才能获得可接受的共模抑制比，任一个电阻值存在０．０１％的偏差都将使ＣＭＲＲ降低到８６ｄＢ；如果偏差为０．１％，将使ＣＭＲＲ降低到６６ｄＢ；而１％的偏差将使ＣＭＲＲ降低到４６ｄＢ。

选择仪表放大器结构时，有一个需要特别关注的参数，即在放大器任何输出摆幅下，输入共模电压的范围均应包括高边电压加上一个安全裕量。

 ４．２电平转换器此电路的工作原理可以这样来理解，将ＭＡＸ４１９８看作一个三输入求和放大器（如图７所示），其电压传输函数为Ｖｏｕｔ＝Ｖｂ－Ｖａ＋Ｖｓｈｉｆｔ，此式表明，输出由差分信号与ＲＥＦ输入电压的代数和所决定，ＶＲＥＦ可为任意值，它不会使ＭＡＸ４１９８的放大器输出饱和，ＭＡＸ４１９４也适合作一个精密放大器，它可以很方便地配置成如下固定增益：－１、２或±１。

 ４．３应力测量
 三运放拓扑的真正优势是其能够进行真正的差分测量（很高的ＣＭＲ），同时又有非常高的输入阻抗，这些特点使其得到了广泛应用，特别是在信号源阻抗非常高的场合。

为使信号源对地的漏电流达到最小，本例采用了一些防护技术，信号源电缆采用屏蔽电缆，并将其屏蔽隔离层接到（Ｖｃｍ＋ΔＶ／２）。

图８给出了一个包括惠斯通电桥传感器的放大电路，对该电路的电桥阻抗可适当减小，并不会降低仪表放大器的ＣＭＲ值。

仪表放大器的正确使用方法
仪表放大器被广泛地应用在现实世界中的资料截取。

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。

 常见的应用问题多是由以下因素所引起的：
 1、以高阻抗源驱动仪表放大器的基准端;
 2、在增益很高的情况下，操作低供应电压的仪表放大器电路;
 3、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;
 4、使用不匹配的RC 输入耦合元件。

 常见问题
 与分立器件相比，现代集成运算放大器和仪表放大器为设计工程师带来了许多好处。

虽然提供了许多巧妙、有用并且吸引人的电路。

往往都是这样，由于仓促地组装电路而会忽视了一些非常基本的问题，从而导致电路不能实现预期功能- 或者可能根本不工作。

仪用放大器应用技巧仪用放大器是一种被广泛应用于仪器仪表和传感器系统中的电子设备。

它的主要功能是将微弱的电信号放大到合适的范围，以便于进一步处理和分析。

仪用放大器具有很高的精度和稳定性，可以在各种环境条件下正常工作。

下面是一些仪用放大器的应用技巧。

1. 过量裕量设计：仪用放大器的过量裕量（Margin）是指其工作范围与所需信号范围之间的差值。

过量裕量设计是为了应对信号的波动和噪声，保证放大器的稳定性和可靠性。

过量裕量的选择应根据具体应用的信号大小和噪声水平来确定。

2.信号处理：仪用放大器广泛应用于信号的采集和处理系统中。

在信号采集过程中，放大器可以将微弱的信号放大到合适的范围，以便于后续的分析和处理。

在信号处理过程中，放大器可以进行滤波、滞后补偿、调节增益等操作，以满足特定的应用需求。

3.传感器放大：仪用放大器常用于传感器系统中的信号放大。

传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置，常用于测量温度、压力、速度等参数。

放大器可以放大传感器输出信号，使其能够被直接读取和分析。

同时，放大器还可以对传感器输出信号进行滤波、增益调节等操作，以提高系统的灵敏度和稳定性。

4.仪器仪表：仪用放大器广泛应用于各种仪器仪表中，如示波器、频谱仪、信号发生器等。

在这些仪器中，放大器常用于信号的放大和处理，以提高仪器的准确性和可靠性。

放大器能够提供高增益、低噪声和高精度的放大功能，以满足仪器的性能要求。

5.控制系统：仪用放大器还常用于控制系统中的反馈回路中。

在控制系统中，放大器可以将控制信号放大到合适的范围，以驱动执行器或控制器。

同时，放大器还可以对反馈信号进行放大和处理，以实现系统的精确控制和稳定性。

6.自动测试设备：仪用放大器广泛应用于自动测试设备（ATE）中。

ATE是一种能够自动进行测试和分析的设备，常用于生产线上的电子产品测试。

在ATE中，放大器可以对被测设备的信号进行放大和处理，以提高测试的精度和可靠性。

综上所述，仪用放大器在仪器仪表和传感器系统中的应用非常广泛。

仪表放大器的正确使用仪表放大器的正确使用方法1、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（common-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。

其它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。

2、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，以便让使用者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。

3、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。

精密仪用放大器INA114原理及应用摘要：第一章引言INA114是美国BURR—BROWN公司推出的精密仪用放大器，具有成本低、精度高通用性强等优点，三运放结构设计，减小了尺寸，拓宽了应用范围。

利用一个外部电阻器就可在1—10000范围内进行增益调节，内部输入防护可承受高达±40V的共模电压而不会损坏。

INA114具有低失调电压(50μV)、低漂移μV/︒C)和高共模抑制比(当G = 1000时为115dB )。

能在±低电源情况下工作，也可用5V单电源工作。

静态工作电流最大3mA。

第二章INA114结构原理及特点一、特性1．低失调电压: 最大50μV2．低漂移: 最大μV/︒C3．低输入偏流: 最大2nA4．高共模抑制:最小115dB5．输入过压保护:±40V6．宽电源范围: ±2.25 —±18V7．低静态电流: 最大3mA二、应用1．电桥放大器2．热电偶放大器3．RTD感测放大器4．医用放大器5．数据采集三、结构原理图INA114结构原理图如图1所示：图1 结构原理图1． V IN-(脚2)：信号反向输入端。

该端与信号同相输入端（脚3）构成差分输入。

2． V IN+(脚3)：信号同向输入端。

3．增益调整(脚1、8)：该端接外接增益调整电阻器R G。

4． V O(脚6)：放大器输出端。

5． Ref(脚5)：参考电压输入端，通常接地。

为确保良好的共模抑制，连接必须是低阻抗的，如果一个5 的电阻串接在此脚，将引起共模抑制比典型值下降到80dB（G=1）。

三、工作原理分析1．三运放仪用放大器电路结构仪用放大器的三运放结构，是在差动运放的基础上发展起来的一种比较完善的结构形式，如图2所示，其中，A1、A2为同相放大器，A3为差动放大器，三个运放都具有高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声等特性，且A1、A2性能完全匹配。

图2 三运放仪用放大器电路结构2．工作原理分析(1)当Ui1单独作用，即Ui2 = 0时：Ui2 = 0， UN = 0(2)当U i2单独作用(Ui1= 0)时：Ui1 = 0， UM = 0(3)当Ui1、Ui2同时作用时：当满足电阻匹配条件，即 R5 = R4 , R7 = R6 , R3 = R2时，输出电压为：选择R2～R6=R ，则增益为：因此，INA114的增益为： GR k G Ω+=501 i1121o1U R R R U +='i113o2U R R U -='i2121o2U R R R U +=''i212o1U R R U -=''o1o1o1U U U '''=+122i1i211R R RU U R R +=-o2o2o2U U U '''=+133i2i111R R RU U R R +=-6o o2o14()R U U U R =-6123i2i114()()R R R R U U R R ++=-121)(413216R RR R R R R R G +=++=其中，R是外接电阻器，50k 是内部两个反馈电阻值的和。

运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。

在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。

它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。

目前，运算放大器被广泛应用于电子行业中，但是如果在使用运算放大器的过程中不“遵守”一些规则，可能会造成严重后果。

下面谈谈我用运算放大器的一点体验和经验。

L运算放大器的输出电压问题目前市场上的运算放大器依然存在一些不可避免的缺陷，输出电压很难达到其理想的电源电压（空载情况下可以达到电源电压）。

而且实际应用中，输出电压都会带有一定的负载,负载越大，其电压损耗越大。

那么这个时候如果引入负电源，其电压输出就能够达到理想的电源电压范围。

2.运算放大器反馈回路千万不能并接电容如果一个用于直流信号放大的电路，为了去耦，不小心把电容并接到了反馈回路，反馈信号的相位发生了改变，很容易就会发生振荡。

所以，在放大电路中，反馈回路不能加入任何影响信号相位的电路。

3.反馈回路的Layout注意事项反馈回路的元器件必须要靠近运算放大器，而且PCB走线要尽量短，同时要尽量避开数字信号、晶振等干扰源。

反馈回路的布局布线不合理，则会容易引入噪声，严重会导致自激振荡。

4.运算放大器输入电压限制众所周知，电子元器件都是在特定的输入电压范围内正常工作的，运算放大器当然也不例外。

如果运算放大器的输入电压超出范围，那么运算放大器就会出现工作不正常的现象，甚至一些更严重的情况。

5.运算放大器使用必须重视电源滤波运算放大器的电源滤波不容忽视，电源的好坏直接影响输出。

特别是对于高速运算放大器，电源纹波对运算放大器输出干扰很大，弄不好就会变成自激振荡。

所以最好的运算放大器滤波是在运算放大器的电源脚旁边加一个OJuF的去耦电容和一个几十UF的锂电容，或者再串接一个小电感或者磁珠，效果会更好。

结语只要合理的使用运算放大器，便不用担心使用运算放大器带来的问题。

目前随着国内智能穿戴、便携电子设备空前发展，运算放大器的应用范围将会得到进一步提升。

作者：黃凱(2002-05-05)，推薦：徐業良(2002-05-25)。

AD620儀表放大器使用說明在㆒般訊號放大的應用㆗通常只要透過差動放大電路即可滿足需求，然而基本的差動放大電路精密度較差，且差動放大電路㆖變更放大增益時，必須調整兩個電阻，影響整個訊號放大精確度的變因就更加複雜。

儀表放大電路則無㆖述的缺點，本文將先簡介儀表放大電路，然後再說明AD620儀表放大IC 的使用方式及應用範例。

1. AD620儀表放大器簡介圖1儀表放大電路是由㆔個放大器所共同組成，其㆗的電阻R 與R x 需在放大器的電阻㊜用範圍內(1k W ~10k W)。

藉由固定的電阻R ，我們可以調整R x 來調整放大的增益值，其關係式如式(1)所示，唯須㊟意避免每個放大器的飽和現象（放大器最大輸出為其工作電壓±）。

Vdc )(21021V V R R V x -÷÷øöççèæ+= (1)圖1. 儀表放大電路示意圖㆒般而言，㆖述儀表放大器都㈲包裝好的成品可以買到，我們只需外接㆒電阻（即式(1)㆗之R x），依照其㈵㈲的關係式去調整㉃所需的放大倍率即可。

以㆘即介紹AD620儀表放大器的使用方法。

圖2所示為AD620儀表放大器的腳位圖。

其㆗1、8接腳要跨接㆒電阻來調整放大倍率（作用同式(1)㆗之R x），4、7接腳需提供正負相等的工作電壓，由2、3接腳輸入的放大的電壓即可從接腳6輸出放大後的電壓值。

接腳5則是參考基準，如果接㆞則接腳6的輸出即為與㆞之間的相對電壓。

AD620的放大增益關係式如式(2)、式R(3)所示，藉由此㆓式我們即可推算出各種增益所要使用的電阻值了。

G圖2. AD620腳位示意圖14.49+W =GR k G (2) 14.49-W =G k R G (3)AD620的基本㈵點為精確度高、使用簡易、低雜訊，應用㈩分廣泛，表1為AD620的規格㈵性總覽。

在一般信号放大的应用中通常只要透过差动放大电路即可满足需求，然而基本的差动放大电路精密度较差，且差动放大电路变更放大增益时，必须满足两个电阻，影响整个讯号放大精确度的变1. AD620仪表放大器简介图1仪表放大电路是由三个放大器所共同组成，其中的电阻R 与R x需在放大器的电阻适用范围内(1kΩ~10kΩ)。

固定的电阻R，我们可以调整R x来调整放大的增益值，其关系式如式（1）所示，注意避免每个放大器的饱和现象（放大器最大输出为其工作电压±Vdc）（1）图1仪表放大电路示意图一般而言，上述仪表放大器都有包装好的成品可以买到，只需外接一电阻（即式中R X），依照其特有的关系式去调整至所需的放大倍率即可。

AD620 仪表放大器的引脚图如图2所示。

其中1、8引脚要跨接一个电阻来调整放大倍率，4、7引脚需提供正负相等的工作电压，由2、3引脚输入的电压即可从引脚6输出放大后的电压值。

引脚5是参考基准，如果接地则引脚6的输出即为与地之间的相对电压。

AD620的放大增益关系式如式（2）、式（3）所示，通过以上二式可推算出各种增益所要使用的电阻值R G。

图2 AD620 仪表放大器的引脚图（2）即（3）AD620的基本特点为精度高、使用简单、低噪声，增益范围1~1000，只需一个电阻即可设定，电源供电范围±~±18V，而且耗电量低，可用电池驱动，方便应用于可携式仪器中。

2．AD620 仪表放大器基本放大电路图3为AD620电压放大电路图，其中电阻R G需根据所要放大的倍率由式（3-22）求得，图3 AD620电压放大电路图由式（3）可以计算出放大2倍所需要的电阻为KΩAD620非常适合压力测量方面的应用，如血压测量、一般压力测量器的电桥电路的信号放大等。

AD620 也可以作为ECG测量使用由于AD620 的耗电量低，电路中电源可用3V干电池驱动；也因此AD620 可以应用在许多可携式的医疗器材中。

仪表放大器电路设计技巧Charles Kitchin，Lew Counts 美国模拟器件公司长期以来，为仪表放大器供电的传统方法是采用双电源或双极性电源，这具有允许正负输入摆幅和输出摆幅的明显优势。

随著元器件技术的发展，单电源工作已经成为现代仪表放大器一个越来越有用的特性。

现在许多数据采集系统都是采用低电压单电源供电。

对于单电源系统，有两个至关重要的特性。

首先，仪表放大器的输入范围应当在正电源和负电源之间(或接地电压)扩展。

其次，放大器的输出摆幅也应当接近电源电压的两端(R-R)，提供一个与电源电压的任一端或地电位相差100mV(或小于100mV)以内的输出摆幅(V-+0.1V～V+-0.1V)。

比较起来，一个标准的双电源仪表放大器的输出摆幅只能与电源电压的任一端或地电位相差1V或2V以内。

当采用5V单电源工作时，这些仪表放大器仅具有1V或2V输出电压摆幅，而真正的R-R输出仪表放大器能提供几乎与电源电压一样高的峰峰输出摆幅。

另一个重要点是单电源或R-R仪表放大器采用双电源仍能工作(甚至更好)并且通常其工作电源电压比传统的双电源器件低。

电源解耦是一个经常被工程师忽视的重要细节。

通常，旁路电容器(典型值为0.1μF)连接在每个IC的电源引脚和地之间。

尽管通常情况适合，但是这在实际应用中可能无效或甚至产生比根本没有旁路电容器更坏的瞬态电压。

因此考虑电路中的电流在何处产生，从何处返回和通过什麽路径返回是很重要的问题。

一旦确定，应当在地周围和其他信号路径周围旁路这些电流。

通常，像运算放大器一样，大多数单片仪表放大器都有其以电源的一端或两端为参考端的积分器并且应当相对输出参考端解耦。

这意味著对于每颗晶片在每个电源引脚与仪表放大器的参考端在PCB上的连接点之间应连接一个旁路电容器，如图1所示。

图1、电源旁路的推荐方法1.输入接地返回的重要性当使用仪表放大器电路时出现的一个最常见的应用问题是缺乏为仪表放大器的输入偏置电流提供一个DC返回路径。

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＝ＶｅｘＲ２／Ｒ２＋Ｒ１，Ｖ１＝５ＶＶ２＝ＶｅｘＲ３／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＝４９９９Ω４．９９９Ｖ，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。

仪表放大器的正確使用方法摘自：EDN作者：Charles Kitchin及Lew Counts，Analog Devices儀表放大器的正確使用方法將現實世界的訊號連到儀表放大器時所應避免的一些常見應用問題。

儀表放大器（instrumentation amplifier）被廣泛地應用在現實世界中的資料截取。

然而，設計工程師在使用它們時，卻經常會出現不當使用的情形。

具體來說，儘管現代儀表放大器具有優異的共模抑制（common-mode rejection，CMR），但設計工程師必須限制總共模電壓及信號電壓，以避免放大器內部輸入緩衝的飽和。

不幸的是，設計工程師經常忽略此一要求。

其他常見的應用問題則是由以下因素所引起的，包括以高阻抗源驅動儀表放大器的基準端；在增益很高的情況下來操作低供應電壓的儀表放大器電路；儀表放大器輸入端與交流耦合，但卻沒有提供直流對地的返回路徑；以及使用不匹配的 RC 輸入耦合元件。

儀表放大器快速入門儀表放大器是具有差分輸入和單端輸出的閉環增益電路區塊。

儀表放大器一般還有一個基準輸入端，以便讓使用者可以對輸出電壓進行上或下的位準移位（level-shift）。

使用者還可以一個或多個的內部或外部電阻來設定增益。

圖 1 是一個橋式前置放大器（bridge-preamplifier）電路，這是一種典型的儀表放大器應用電路。

當檢測到訊號時，該橋式電阻（bridge-resistor）值即改變，使得橋的平衡被破壞，而引起它的差分電壓改變。

此一信號輸出即是差分電壓，它可以直接連接到儀表放大器的輸入端。

另外，在零信號（zero-signal）情況下，在兩條線路上也都會出現恆定的直流電壓。

在這兩條輸入線路上的直流電壓是相同的，或是共模的。

正常情況下，儀表放大器會抑制共模直流電壓，或同時出現在兩根線上的任何電壓，如雜訊和嗡嗡聲(hum），而放大兩線間電壓差距的差分訊號電壓。

CMR：運算放大器與儀表放大器的對比對許多應用來說，要從雜訊、嗡嗡聲或直流偏移電壓背景中提取出微弱的信號，CMR 特性非常重要。

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＝ＶｅｘＲ２／Ｒ２ ＋Ｒ１，Ｖ１＝５ＶＶ２＝ＶｅｘＲ３／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＝５００１ Ω，Ｒ２＝Ｒ３＝４９９９Ω，Ｖｅｘ＝１０Ｖ，那么可得Ｖ１＝５．００ １Ｖ 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。