仪表运放AD620使用总结
仪表运放AD620
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因就更加复杂。仪表放大电路则无上述的缺点。
AD620仪表放大器简介
图3-21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Rx需在放大器的电阻适用范围內(1kΩ~10kΩ)。固定的电阻R，我们可以调整Rx來调整放大的增益值，其关系式如式（3-20）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）
&&&（3-20）
图3-21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RX），依照其特有的关系式去调整至所需的放大倍率即可。
仪表放大器的引脚图如图3-22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（3-21）、式（3-22）所示，通过以上二式可推算出各种增益所要使用的电阻值RG。
图3-22 AD620 仪表放大器的引脚图
&&（3-22）
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±2.3V~±18V，而且耗电量低，可用电池驱动，方便应用于可携式仪器中。
仪表放大器基本放大电路
&图3-23为AD620电压放大电路图，其中电阻RG需根据所要放大的倍率由式（3-22）求得，
AD620电压放大电路图
由式（3-22）可以计算出放大2倍所需要的电阻为49.4
AD620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。
AD620的5脚标明VREF，这是为了使远距传输信号时消除地电位的不平衡而设定的，输出信号若为V，则会跌加到VREF上，也就是输出为Vout=V+Vref。一般把VERF接地就可以了，或者你想抬高或拉低信号，也可以给VREF加个电压值。
==》AD620的Vout=（V+
2. 供电电压等使用问题：
1.大家都知道，放大器的输出电压范围取决于其供电电压.但是，在AD620的使用过程中，更值得注意的是它的放大倍数的线性度受电源电压制约这一点。+5v和-5V供电时，线性度只在-3.6V~+3.6V间。提高供电电压，可以扩宽线性区。
2.共模输入对输出为负这一区域的放大倍数线性度有较大影响。当共模输入为负的1v左右时，在+5v和-5v供电之下，负向输出的线性度只能达到-2.4v左右。这一点要特别注意。一般在使用AD620时都忽略共模问题，意味使用提高电源的方法来改善线性度是不行的。
3.AD620得5脚的作用只能上拉/下拉输出电压。5脚作为参考端，一般情况下接地。当需要运用5脚拉高或降低输出时，可以接某一参考电压。但在这种情况下，要注意放大倍数的线性区不会因为5脚的改变来变化。例如+5V和-5V供电，5脚接地时，输出超过3.6V都为非线性段；当5脚接+1V时，不要认为此时输出超过+4.6V（+3.6V+1V）才非线性，这是同样是超过3.6V都为非线性段。
还有一点提醒大家，市面上十几块钱的AD620都是次品，最好用好的AD620，不然。。。。
3. 常见使用问题解答：
我最近想用Ad620作一个可调节增益的放大电路，后面接16位的ADC，所以对放大电路的精度要求挺高。使用模拟开关调节增益电阻达到增益倍数的改变。
问题是：Ad620的输入不为差分信号。我测量的信号输入为单端信号，我将IN+接“单端信号的信号端”，IN-接“传感器GND”，输出为单端电压信号，ref输出接地(和传感器GND连接)。但是我不知道这样接是不是不好？可能共模误差大。有没有更好的设计方案。如何降低共模误差？输入就是两根线，一个是传感器信号线，另一根是传感器地线。如果IN-接地，则IN-上的共模干扰信号会直接接到地上减弱，而IN+上的共模干扰信号依然存在，则AD620输出不能降低共模噪声。
可不可以将输入浮空，也就是将IN+接“单端信号的信号端”，IN-接“传感器GND”，但是“传感器GND”和
Ad620供电的地相互隔离，ref输出接电源地。这样输出信号为IN+和IN-的差值，如同差分信号一样可以降低共模干扰。但是两个地电位不同，应该会出现问题，如何才能实现如上的思路。如何保证IN-接的地和真正的电源地接近，同时IN-上的共模噪声依然存在(IN-地和ref引脚接地之间“隔离”)，这样AD620的输出可以最大限度的降低共模噪声。&&
这种设计需要注意什么？如何才能提高信号精度，因为后面是16位的AD。
该问题实质上是如何实现一个单端信号与差分信号的转换问题。这个问题非常普遍。问题已经清楚地表述了：“如
IN-接地，则IN-上的共模干扰信号会直接接到地上减弱，而IN+上的共模干扰信号依然存在，则AD620输出不能降低共模噪声。”
仔细分析这个问题，发现我们只要搞清楚AD620是否可以单端使用就可以了。可以把问题分成两种情况看一下：
a）如果AD620的IN-可以直接接地使用。因为传感器输出是一个单端信号，本来就有一端是地，如此接法实质上就是把传感器和测量电路这两个系统共地而已，不存在不能降低共模噪声这样的问题。当然前提确认是IN-引脚是否能够直接接地就可以了，这是AD620自身的问题，与传感器无关。
b）如果AD620的IN-不能接地使用。可以考虑把传感器的单端信号通过一个差分放大器转换为差分信号即可。
因此，只要测量电路可以接收单端信号就可以了，接法不是问题的关键。
4. 补充资料：仪表放大器
各种非电量的测量，通常由传感器把它转换为电压（或电流）信号，此电压信号一般都较弱，最小的到0.1&V，而且动态范围较宽，往往有很大的共模干扰电压。因此，在传感器后面大都需要接仪表放大器，主要作用是对传感器信号进行精密的电压放大，同时对共模干扰信号进行抑制，以提高信号的质量。
由于传感器输出阻抗一般很高，输出电压幅度很小，再加上工作环境恶劣，因此，仪器放大器与一般的通用放大器相比，有其特殊的要求，主要表现在高输入阻抗，高共模抑制比、低失调与漂移、低噪声、及高闭环增益稳定性等。本节介绍几种由运算放大器构成的高共模抑制比仪表放大器
（一）同相串联差动放大器
图3-17为一同相串联差动放大器。电路要求两只运算放大器性能参数基本匹配，且在外接电阻元件对称情况下（即R1=R4，R2=R3），电路可获得很高的共模抑制比，此外还可以抵消失调及漂移误差电压的作用。
同相串联差动放大器
该电路的输出电压由叠加原理可得
从而求得差模闭环增益
（二）同相并联差动放大器
图3-18为同相并联差动放大器。该电路与图3-17电路一样，仍具有输入阻抗高、直流效益好、零点漂移小、共模抑制比高等特点，在传感器信号放大中得到广泛应用。
同相并联差动放大器
由图3-18可知：
将I 代入V01，V02可得
由此可得电路差模闭环增益
该电路若用一可调电位器代替R7，可以调整差模增益Ad的大小。
该电路要求A3 的外接电阻严格匹配，因为A3放大的是A1，A2输出之差。电路的失调电压是由A3引起的，降低A3的增益可以减小输出温度漂移。
（三）增益线性可调差动放大器
图3-19是电压增益可线性调节的差动放大器。可以通过调节电位器RW的线性刻度来直接读取电压增益，给使用带来很大的方便。
图3-19增益线性可调差动放大器
图3-19中，由叠加原理可得
因VA=VB，整理上两式，且当R1=R2=R3=R4时，输出电压
电路闭环增益
可见，电路增益与RPW成线性关系，改变RW大小不影响电路的共模抑制比
（四）高共模抑制比差动放大器
前面讨论的电路中，没有考虑寄生电容、输入电容和输入参数不对称对抑制比的影响。当要求提高交流放大电路的共模抑制比时，这些影响就必须考虑。在检测和控制系统中，常用屏蔽电缆来实现长距离信号传输，信号线与屏蔽层之间有不可忽略的电容存在。习惯上采用屏蔽层接地的方法，这样该电容就成为放大器输入端对地的寄生电容，加上放大器本身的输入电容。如果差动放大器两个输入端各自对地的电容不相等，就会使电路的共模抑制比变坏，测量精度下降。
为了消除信号线与屏蔽层之间寄生电容的影响，最简单的方法是采用等电位屏蔽的措施，即不把电缆的屏蔽层接地，而是接到与输入共模信号相等的某等电位点上，亦即使电缆芯线与屏蔽层之间处于等电位，从而消除了共模输入信号在差动放大器两端形成的误差电压。如图3-20所示。
高共模抑制比差动放大器&
图中两只电阻R0的连接点电位正好等于输入共模电压，将连接点电位通过A4电压跟随器连到输入信号电缆屏蔽层上，使屏蔽层电位也等于共模电压。
参照同相并联差动放大器的分析可知
当R1=R2时，可证明连接点电位
正好等于共模输入电压，也即是电缆屏蔽层的电位与共模输入电缆芯线电位相等，因此不再因电缆电容的不平衡而造成很大的误差电压。
由图3-20还可见，A4的输出端还接到输入运放A1、A2供电电源±EC的公共端，因此使其电源处于随共模电压而变的浮动状态，即使正负电源的涨落幅度与共模输入电压的大小完全相同。由于电源对共模电压的跟踪作用，会使共模电压造成的影响大大地削弱。
（五）集成仪器放大器
在差分放大电路中，电阻匹配问题是影响共模抑制比的主要因素。如果用分立运算放大器来作测量电路，难免有电阻的差异，因而造成共模抑制比的降低和增益的非线性。采用后模工艺制作的集成仪器放大器解决了上述匹配问题，此外集成芯片较分立放大器具有性能优异、体积小、结构简单、成本低的优点，因而被广泛使用。
一般集成仪器放大器具有以下特点：
输入阻抗高，一般高于109Ω；
偏置电流低；
共模抑制比高；
平衡的差动输入；
良好的温度特性
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。模拟（26）
SPECS @ +25°C, ±15V&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
max，这就是指折合到输入端总的输入失调电压。
&0.5nA max，&这就是指输入失调电流。
有以下已知条件：&&&&&&&&&&&
&输入信号的满度值是
&传感器电桥的等效电阻是欧，
&设定的放大倍数到，
&输入的共模电压是，
It is important to understand in-amp error sources in a typical application. Figure 1 below shows a&&350&&Ω&&load&&cell&&with&&a&&fullscale&&output&&of&&100&&mV&&when&excited&&with&&a&&10&&V&&source.&&The
AD620 is configured for a gain of 100 using the external 499 Ω gain-setting resistor.
The table shows how each error source contributes to a total unadjusted error of 2145 ppm. Note however that&&the&&gain,&&offset,&&and&&CMR&&errors&&can&&all&&be&removed&&with&&a&&system&&calibration&（通过校准和软件补偿来解决）&！！！The
remaining&&errors—gain&&nonlinearity&&and&&0.1&&Hz&&to&&10&&Hz&&noise&&cannot&&be&removed&&with
calibration&&and&&ultimately&&limit&&the&&system&&resolution&&to&
42.8&&ppm&&(approximately&&14-bit
accuracy).&&This&&example&&is&&of&&course&&just&&an&illustration,&&but&&should&&be&&useful&&towards&&the
importance of addressing performance-limiting errors such as gain nonlinearity and LF noise.&&（它这个讲解还是比较清晰地。）&&&&&&&&&&&&&&&&&&
以下的计算好像都是对输入端而言：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&（&一般都规定误差是折合到输入端(RTI)，通过将所有误差折合到输入端(这也是通常做法)，可方便地对误差大小和输入信号大小进行比较。）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
1. VOS&&&&&&&&&&&&&&&&&&55uV ÷
100mV&&&&&&&&&&&&&&&&&&550ppm，
&是看它这项误差在整个输入信号幅度里占多少吧？
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
2. IOS&&&&&&&&&&&&&&&&&&350Ω&×
0.5nA ÷ 100mV&&&&&&1.8ppm，&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
3. Gain Error&&&&&&&&&&&&&&&&0.15%&&&&&&&&&&&&&&&&&&1500ppm，
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
4. CMR Error&&&&&&&&&&&&&&&120dB
1ppm × 5V ÷ 100mV&&&&&&&&&&50ppm，
如何得到的，（见下面的解释，）
5. Gain Nonlinearity&&&&&&&&&&&&40ppm&&&&&&&&&&&&&&&&&40ppm，
6. 0.1Hz to 10Hz 1/f Noise&&&&&280nV
÷ 100mV&&&&&&&&&2.8ppm，
它讲了，这二项误差是无法消除的。
7. Resolution Error&&&&&&&&&&≈&14
Bits Accurate&&&&&&&&&&&&&42.8ppm，
这二项误差对精度的贡献是42.8ppm，&(14位的精度是61.0ppm,)
8.&&Total Unadjusted Error&&&&≈&9
Bits Accurate&&&&&&&&&&2144.6ppm，
它还不足9位精度，(
9位的精度是1953.1ppm,)
&第四项的算法是：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
根据这个公式：CMRR = 20log（Vcm/Vcm_diff&），
它是指在放大器输入端处共模电压Vcm在输入端所产生的对应的等价差模电压Vcm_diff。&
&则：Vcm_diff
=&1ppm × 5V，&再看它在输入信号中占多大比例。就是它对误差的贡献有多大？？这就是第四项的计算依据，（这样看来，它的影响不是很大啊。&还没有输入失调电压的影响大啊）
&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&以上摘要使我们对运算放大器和仪表放大器的性能指标和它们对整机误差的贡献有了一个基本的了解。这就是说，要根据这些原则来选择器件。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&看来主要误差源为静态误差(如失调电压等)。在很多应用中可采用某种校准方式来消除此类误差。
如果再辅以某些温度测量修正算法，可用来补偿静态误差的漂移。&&&
但对仪表放大器中非线性度和噪声导致的分辨率误差进行补偿，则难度很大。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
失调电流和偏置电流对精度的影响：&&&&&&&&&&&&&
偏置电流进出于仪表放大器的输入端。这些通常就是npn或pnp晶体管的基极电流。因此，对于特定类型的仪表放大器，这些小电流有着明确的极性。当偏置电流通过源阻抗时，会产生电压误差。偏置电流乘以源阻抗结果得到一个小直流电压，与输入失调电压呈串联关系。但是，如果仪表放大器的两个输入端均以同一源阻抗为参照，则相等的偏置电流会产生一个小共模输入电压(通常为μV信号)，具备相应共模抑制功能的任何器件均可较好地抑制这种电压。如果仪表放大器的反相和同相输入端的源阻抗不等，那么误差会更大，其大小为偏置电流乘以源阻抗差。
另外，我们还需考虑失调电流，即两个偏置电流之差。这种差异将产生一个等于失调电流与源阻抗之积的失调误差。
对运算放大器及仪表放大器的选取原则如下（主要指精度方面）：&&&&&&&&&&&&&
1.&输入失调电压：
这个指标涉及到仪表的“灵敏度”，即“输入失调电压”造成的后果是：
&&&&&&最小的输入信号电压是多少时？仪表放大器才会有真正的输出信号。&
另外，还要注意仪表放大器的指标和后续A/D的位数匹配是否满足精度的要求。
&&&以下摘自TI公司的SLAA064文献：&&&&&&&&&&&&&&&&&&
Table 1 shows the minimum resolvable potential difference (magnitude of the
LSB) of A/D converters.&&If, for example, 12-bit precision is required in a 3-V
system, then a change of the LSB corresponds to a voltage change of 0.73 mV.
An op amp having an input offset voltage of 1 mV and an amplification factor of
1 already exceeds the acceptable error resulting from the resolution of the LSB.&&
Table 1. Resolution of an A/D Converter
BITS&&STEPS&&RESOLUTION AT&&RESOLUTION
AT&&RESOLUTION IN %
VCC = 5 V&&&&&&&&&&VCC = 3 V
10&&&&1024&&&&&&&&4.88
mV&&&&&&&&&&&&2.93 mV&&&&&&&&&&&&0.098
12&&&&4096&&&&&&&&1.22
mV&&&&&&&&&&&&0.73 mV&&&&&&&&&&&&0.024，&&
&2.&&&&&&&&
&&&&the&&gain,&&offset,&&and&&CMR&&errors&&can&&all&&be&&removed&&with&&a&&system&calibration&（通过校准和软件补偿来解决）&！！！&&&&&&&&&
&3.&共模抑制
　　仪表放大器将两个信号的差值放大。典型的差模信号来自传感器件，例如电阻桥或热电偶。来自电阻桥的差模电压被&AD620（低功耗，低成本，集成仪表放大器）放大。在热电偶和电阻桥的应用中，差模电压总是相当小（几毫伏到十几毫伏）。而两个输入端输入的同极性、同幅值的电压一般都比较大，量级都在伏级，这就是：对测量无用的共模分量，所以理想的仪表放大器应该放大输入端两信号的差值，任何共模分量都必须被抑制。事实上，抑制共模分量是使用仪表放大器的唯一原因。（这句话是我抄来的，我倒是有点异议，那差分信号变成单端信号怎么变呢&？？）
&&&实际上，我们关心的是：“在放大器输入端处共模电压Vcm在输入端所产生的对应的等价差模电压Vcm_diff&“
对仪表精度有多大影响。
&&&&如果共模电压较大时，相应仪表放大器要选择较高的供电电压才能获得理想的效果。如果共模电压为5V，则仪表放大器的电源电压应为6.25V以上，否则不能使用仪表放大器作为前置信号放大级。其主要原因是仪表放大器的内部运放容易饱和。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&4.&温度漂移的影响：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&结合你的仪表要求去考虑。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&如果是低功耗设计，还要考虑仪表放大器是否有可关断的控制管脚等等。
&&&&&&&&解决问题时，需要提取焦点的“&差异“&，从而找出解决问题的钥匙。
补充知识：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
对于弱信号比较理想的选择是采用多级放大的方式，尽量避免使用放大器的高增益段。因为放大倍数太大，会带来增益误差，在某些情况下，甚至造成增益的不稳定，从而影响测量精度。
另一个因素是：
&&&&&&&As&&gain&&isincreased,
the offset drift of the input stage becomes the dominant source of offset error.&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
有关的公式如下：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&Total Error, RTI = Input Error + (Output Error/Gain)
Total Error, RTO = (Gain * Input Error) + Output Error，&&&&&
2.&仪表放大器“增益调整电阻“的温度系数也是一个需要考虑的问题，请看下面的解释：
Even when a 1%，100
ppm/℃&resistor
is used, the gain accuracy of the in-amp will be degraded. The resistor’s initial room temperature accuracy is only 1%, and&the resistor will drift another 0.01% (100
for every&℃&change in temperature. The initial gain error
can easily be subtracted out in software, but to correct&&for the error vs temperature, frequent recalibrations (and a temperature sensor) would be required. If the circuit is calibrated initially,
the overall gain accuracy is reduced to approximately 10 bits (0.1%) accuracy for a 10℃&change.
An in-amp with a standard 1% metal film gain resistor should never be used ahead of even a 12-bit converter: It would destroy the accuracy of a 14-bit or 16-bit converter.&&&&看来，这个问题也很严重啊。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
参考知识库
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http://blog.csdn.net/wqygogo/article/details/3404703 http://my.csdn.net/sunrain_hjb关于仪表放大器和全差分放大器的共模输入电压范围 - 放大器 - 德州仪器在线技术支持社区
关于仪表放大器和全差分放大器的共模输入电压范围
发表于1年前
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在一般运算放大器的共模输入电压范围由于深度负反馈，Vin+和Vin-可以认为等于共模收入电压Vicm，只要Vin+和Vin- &不超过共模电压的范围即可工作，对于仪表放大器由于属于差模放大，Vin+不等于Vin-的，共模输入范围是不是可以这样理解：假如一个放大器的工作电压为0~3.3V，共模输入范围是0.35~1.5V，那么是否可以将共模输入设定在1.5V或0.35V，在1.5V/0.35V共模电压的基础上做1Vp-p的信号输入(假设输入可承受一定的负电压），仪表放大器仍可以正常工作，当然输出Vocm设在中间电压，输出放大倍数按1：1考虑，全差分放大器也是相同问题，请大神予以解答，谢谢！&/p>&div style=&clear:&>&/div>" />
关于仪表放大器和全差分放大器的共模输入电压范围
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在一般运算放大器的共模输入电压范围由于深度负反馈，Vin+和Vin-可以认为等于共模收入电压Vicm，只要Vin+和Vin- &不超过共模电压的范围即可工作，对于仪表放大器由于属于差模放大，Vin+不等于Vin-的，共模输入范围是不是可以这样理解：假如一个放大器的工作电压为0~3.3V，共模输入范围是0.35~1.5V，那么是否可以将共模输入设定在1.5V或0.35V，在1.5V/0.35V共模电压的基础上做1Vp-p的信号输入(假设输入可承受一定的负电压），仪表放大器仍可以正常工作，当然输出Vocm设在中间电压，输出放大倍数按1：1考虑，全差分放大器也是相同问题，请大神予以解答，谢谢！
我的意志我主张
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榜眼18016分
你好，仪表运放在单电源下工作会特别要注意其共模电压输入范围与输出电压的关系。
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榜眼18016分
这个是单电源仪表运放的TYPICAL COMMON-MODE RANGE vs OUTPUT VOLTAGE 关系图：
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榜眼18016分
假如一个放大器的工作电压为0~3.3V，共模输入范围是0.35~1.5V，那么是否可以将共模输入设定在1.5V或0.35V，在1.5V/0.35V共模电压的基础上做1Vp-p的信号输入(假设输入可承受一定的负电压），仪表放大器仍可以正常工作
我们知道一般仪表运放的结构是有三个运放组成，如下图：
当设定增益为1时，也就是去掉增益设置电阻RG，那么电路结构就相当于差分信号经过一级跟随器送入后端的差分运放电路：
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榜眼18016分
这样我们就可以看到，即便是把设Vref电压设定在电源轨中间，也是存在输入信号在第一级就出现饱和的风险，影响输出结果的。
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非常感谢Andy Tan的精彩讲解，我已经明白了！
我的意志我主张
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榜眼18016分
如有其它困惑或者应用问题，欢迎发帖大家一起讨论！
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针对上面的情况可否讲解一下什么情况出现饱和，最好能举个例子，我是新手有些不明白
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[转]精密差分输出仪表放大器
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作者：Moshe Gerstenhaber，Stephen Lee原理图
采用最先进技术的模数转换器(ADC)能够接受差分输入信号，从而允许将来自传感器的整个信号路径以差分信号的形式传送给ADC。这种方法提供了显著的性能优势，因为差分信号增加了动态范围，减小了交流声，并且消除了对地噪声。图1a和1b所示的是两种常见的差分输出仪表放大器电路。前者提供单位增益，后者提供了2倍增益。但是，与单端输出的仪表放大器相比，这两种电路都会受到增加噪声、失调误差、失调漂移、增益误差和增益漂移的影响。图2所示是一个没有上述缺陷的差分输出仪表放大器原理图。这种设计充分利用了这样的特性，仪表放大器的输出实际上是其输出引脚（Vo）与参考引脚（Vref）之间的差。这里的应用是在两个引脚之间加入了一个增益为-1的反相器。输入电压是V时，输出电压(Vo–Vref)也应该等于V。参考引脚的电压与输出引脚的电压极性相反。为了满足(Vo–Vref ) = V，输出必须为Vo = Vin/2，Vref = –Vin/2。通过向运算放大器的同相端输入端施加+2.5 V信号来设置其共模输出电平。运放在节点B产生+2.5 V电压。从而，如果对输入端施加+1 V电压，那么节点A产生+3 V电压，并且节点C则为+2 V，因此，输出为+&#189; V以上和+2.5 V 以下。(Vo–Vref)的误差仅是由仪表放大器引起的。由反相放大器和电阻器引起的误差诸如失调电压、噪声和增益误差对两个输出端的影响同相，因此它们仅对共模输出有贡献，会被ADC抑制掉。图3是一张性能波形图，上面的波形是一个2 Vp-p 1 kHz输入。下面是两个输出波形。输出共模电压为+2.5 V。图4示出的是差分输出信号的谱密度性能图。
图1b图1a，1b：设计差分输出仪表放大器的通用方法。上部电路保持增益，下部电路将增益加倍。
图2：设计差分输出仪表放大器新的改进方法。保持了增益，且不会在输出信号中增加失调、漂移或噪声。
图3：2 Vp-p, 1 kHz输出信号（上部）。1 Vp-p 1 kHz差分输出信号（下部）。输出共模电压为+2.5 V。
图4：差分输出信号谱分析。仪表放大器的输入信号为2 Vp-p, 1 kHz。
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