3 集成式改进型 Howland 电流泵 - INA592 和缓冲器 – 设计 3

#GUID-CF7FA493-5A4B-433B-B4C1-A8B6C87C6609 展示了具有缓冲器的分立式改进型 Howland 电流泵 – 设计 2 的集成度更高的版本，在一个封装中集成了差分放大器配置。对于高达 ± 25 mA 的设计对象，INA592 会是一个适合集成式设计的不错选择。该器件的高性能可归因于核心 OPA192 精密运算放大器和精密匹配的薄膜电阻器全都集成到单个芯片上。负载电流可以通过GUID-78110063-CBBF-4E9E-B325-D88D0AAF8E38.html#GUID-573B0A03-C43B-458A-ADCA-DFD01C422A3D 准确地计算得出；不过，集成电阻器使得 G 固定为 ½V/V 或 2V/V。改进型 Howland 电流泵电路通常采用不到1V/V 的增益，因此更可能使用 ½ (V/V) 的增益。

优势：使用#GUID-3FE77835-F319-4EFB-B85C-22ECC63E0F0C 的优势是它能够更大限度地减少分立式设计中存在的很多误差源。缓冲器会产生高输出阻抗，而这实际上会消除 I_feedback 电流。集成式电阻器几乎消除了不匹配的电阻器在之前导致的误差。这使得该器件具有 100 dB 的典型 CMRR 值和 0.01% 的典型增益误差，足以用于高精度应用。如果购买该性能水平的分立式精密匹配电阻器，费用会非常昂贵。考虑到 INA592 的价格与其他不包含这四个高精度电阻器的高性能运算放大器相当，仅分立式电阻器就很容易使成本远超 INA592 本身。

12kΩ 和 6kΩ 集成式电阻器还使热噪声保持在相对较低的水平。这还能更大限度地减少可能的带宽限制和稳定性问题。该集成式设计的另一项优势是电路的尺寸。INA592 提供 3mm × 3mm VSSOP 封装，远远小于搭配四个分立式电阻器使用的大多数分立式运算放大器。

对于精密应用，可以轻松看到采用 INA592 等集成式配置的优势。对于精度较低的应用或在充分执行校准的情况下，精度较低的运算放大器和容差更大的外部电阻器可能就能够满足所需的性能规格。

劣势：由于采用集成式电阻器，该集成式差分放大器的增益值是固定的。就 INA592 而言，增益值为 ½V/V 或 2V/V。通过更改 Rs，可以改变流经负载的电流；不过，对于相同的输入电压差，固定的增益会限制 V_shunt 可能具有的值范围。由于设计中的输出裕量受限，这会导致在采用低电源电压或大负载电阻器的电路中产生限制。