差分輸入/輸出低功耗儀表放大器

目前所有市售的三運(yùn)放儀表放大器（in-amp）僅提供了單端輸出，而差分輸出的儀表放大器可使許多應(yīng)用從中受益。全差分儀表放大器具有其他單端輸出放大器所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，它具有很強(qiáng)的共模噪聲源抗干擾性，可減少二次諧波失真并提高信噪比，還可提供一種與現(xiàn)代差分輸入ADC連接的簡(jiǎn)單方式。

圖1顯示了低功耗全差分儀表放大器電路的實(shí)現(xiàn)方式，該儀表放大器由OP2177精密低功耗雙運(yùn)算放大器（IC1）和AD8476全差分放大器/ADC驅(qū)動(dòng)器（IC2）級(jí)聯(lián)而成。該復(fù)合放大器消耗的電源電流不超過(guò)1.2mA，輸入噪聲為11nV/√Hz，最大輸入偏置電流為2nA，最大輸入?yún)⒖际д{(diào)電壓為75mV，最大輸入?yún)⒖际д{(diào)電壓漂移為0.9mV/K.

圖1：低功耗全差分儀表放大器

OP2177與增益設(shè)定電阻器RF1、RF2和RG構(gòu)成了儀表放大器的前置放大器，并將放大器的電壓增益設(shè)置為：

若RF1=RF2，則：

AD8476充當(dāng)儀表放大器的減法器，因此它接收來(lái)自前置放大器的放大信號(hào)，抑制其共模分量并傳遞其差模分量。AD8476的共模抑制比（CMRR）為90dB，即使在單位增益下也可使儀表放大器的CMRR達(dá)到90dB.增益變高時(shí)，若參考輸入，共模輸入信號(hào)所引起的誤差在前置放大器電壓增益的作用下進(jìn)一步減小。

由于儀表放大器采用了三運(yùn)放拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分立電阻器RF1、RF2及RG之間的匹配決定著放大器的增益精度（這是一個(gè)易于校準(zhǔn)的參數(shù)），但不會(huì)限制放大器的CMRR.AD8476同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了儀表放大器的差分輸出驅(qū)動(dòng)，使其能夠直接驅(qū)動(dòng)采樣率高達(dá)500kSa/s的差分輸入ADC.此外，可選網(wǎng)絡(luò)RZ-CZ構(gòu)成了一個(gè)單極點(diǎn)低通濾波器，可被用作抗混疊濾波器。

驅(qū)動(dòng)AD8476的VOCM引腳即可設(shè)置儀表放大器的輸出共模電壓。若該引腳處于未連接狀態(tài)，則放大器的輸出共模電壓設(shè)置在電源中點(diǎn)位置。當(dāng)使用儀表放大器驅(qū)動(dòng)ADC時(shí)，應(yīng)為AD8476的VOCM引腳提供ADC所需的共模電壓。