4 设计步骤

与设计说明 类似，两级运算放大器 INA 的外部电路设计步骤与分立方法没有区别。以下列表介绍了阐述分立式设计的文档中的步骤：

1. 计算电路的传递函数。
   方程式 1. $$\begin{gathered} {\mathrm{V}}_{\mathrm{o}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{iDiff}}\times \mathrm{G}+{\mathrm{V}}_{\mathrm{ref}}=({\mathrm{V}}_{\mathrm{i}2}-{\mathrm{V}}_{\mathrm{i}1})\times \mathrm{G}+{\mathrm{V}}_{\mathrm{ref}} \\ \mathrm{when} {\mathrm{V}}_{\mathrm{ref}}=0, \mathrm{the} \mathrm{transfer} \mathrm{function} \mathrm{simplifies} \mathrm{to} \mathrm{the} \mathrm{following} \mathrm{equation}: \\ {\mathrm{V}}_{\mathrm{o}}=({\mathrm{V}}_{\mathrm{i}2}-{\mathrm{V}}_{\mathrm{i}1})\times \mathrm{G} \\ \mathrm{where} \mathrm{G} \mathrm{is} \mathrm{the} \mathrm{gain} \mathrm{of} \mathrm{the} \mathrm{instrumentation} \mathrm{amplifier} \mathrm{and} \mathrm{G}=1+\frac{{\mathrm{R}}_4}{{\mathrm{R}}_3}+\frac{2{\mathrm{R}}_2}{{\mathrm{R}}_{\mathrm{g}}} \end{gathered}$$
2. 选择 R₄ 和 R₃ 以设置最小增益。
   方程式 2. $$\begin{gathered} {\mathrm{G}}_{\min }=1+\frac{{\mathrm{R}}_4}{{\mathrm{R}}_3}=5\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{V}} \\ \mathrm{Choose} {\mathrm{R}}_4=20\mathrm{k\Omega } \\ {\mathrm{G}}_{\min }=1+\frac{20\mathrm{k\Omega }}{{\mathrm{R}}_3}=5\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{V}} \\ {\mathrm{R}}_3=\frac{{\mathrm{R}}_4}{5-1}=\frac{20\mathrm{k\Omega }}{4}=5\mathrm{k\Omega }\to {\mathrm{R}}_3=5.1\mathrm{k\Omega } (\mathrm{Standard} \mathrm{Value}) \end{gathered}$$
3. 选择 R₁ 和 R₂。确保 R₁/R₂ 和 R₃/R₄ 的比率一致，以将应用于基准电压的增益设置为 1V/V。
   方程式 3. $$\begin{gathered} \frac{{\mathrm{V}}_{\mathrm{o}\_\mathrm{ref}}}{\mathrm{Vref}}=\left(-\frac{{\mathrm{R}}_3}{{\mathrm{R}}_4}\right)\times \left(-\frac{{\mathrm{R}}_2}{{\mathrm{R}}_1}\right)=\frac{{\mathrm{R}}_3\times {\mathrm{R}}_2}{{\mathrm{R}}_4\times {\mathrm{R}}_1}=1\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{V}} \\ \frac{{\mathrm{R}}_2}{{\mathrm{R}}_1}=\frac{{\mathrm{R}}_4}{{\mathrm{R}}_3}\to {\mathrm{R}}_1={\mathrm{R}}_3=5.1\mathrm{k\Omega }\mathrm{ }\mathrm{and}\mathrm{ }{\mathrm{R}}_2={\mathrm{R}}_4=20\mathrm{k\Omega } (\mathrm{Standad} \mathrm{Value}) \end{gathered}$$
4. 选择 R_g 以实现所需的最大增益 G = 10V/V。