ZHCAB97 July   2021 INA101 , INA103 , INA111 , INA114 , INA115 , INA118 , INA121 , INA122 , INA125 , INA126 , INA128 , INA128-HT , INA129 , INA129-EP , INA129-HT , INA141 , INA155 , INA156 , INA1620 , INA163 , INA1650 , INA166 , INA188 , INA2126 , INA2128 , INA2141 , INA217 , INA2321 , INA2331 , INA2332 , INA317 , INA321 , INA322 , INA326 , INA327 , INA330 , INA331 , INA332 , INA333 , INA333-HT , INA333-Q1 , INA337 , INA338 , INA818 , INA819 , INA821 , INA823 , INA826 , INA826S , INA827 , INA828 , INA848 , INA849

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1仪表放大器的典型运行原理
  4. 2问题说明
  5. 3常见错误
  6. 4建议解决方案
  7. 5元件选型和权衡
  8. 6常见应用
  9. 7结论

问题说明

许多 IA 应用都需要进行精确的低电平交流信号处理,同时在输出端抑制直流信号。实现这些功能最轻松的方法是对 IA 进行交流耦合。设计人员在进行交流耦合时,可以通过添加电容器与 IA 输入进行串联来阻断直流输入电压,这会有效形成高通滤波器。这种方法不再需要在 IA 增益级将直流输入信号驱动至饱和(一种非线性工作状态)之前适应直流输入信号。因此,这种只传递交流信号的方法可实现更高的增益和更宽的动态范围。

例如,假设 IA 具有 100 Hz 正弦波,在存在 5V 共模电压和 3V 直流电压的情况下,波幅为 100 mV。所需输出为 ±1V 信号。在这些工作状态下时,仪表放大器必须配置 10V/V 的增益。以 TI 的一款高精度、低功耗、低噪声 IA INA818 为例,电路原理图和瞬态分析如图 2-1 所示。

图 2-1 INA818 原理图和瞬态分析

虽然 IA 会抑制 5V 共模电压,但 3V 直流电压会与 VDiff 曲线所示的输入差分电压求和。增益为 10V/V 时,输出信号对正电源轨饱和。尽管要放大的所需信号是 100 mV/100 Hz 正弦波,但 3V 直流电压阻止仪表放大器输出仅表示放大的交流信号。