儀表放大器是適合壓力或溫度測量等各種應用的出色組件，它的主要作用包括信號放大和阻抗適配。

 

在zai許xu多duo情qing況kuang下xia
，儀yi表biao放fang大da器qi具ju有you參can考kao輸shu入ru引yin腳jiao。在zai參can考kao引yin腳jiao上shang增zeng加jia電dian壓ya會hui使shi輸shu出chu信xin號hao升sheng高gao同tong等deng電dian壓ya。這zhe樣yang就jiu能neng簡jian單dan精jing確que地di將jiang儀yi表biao放fang大da器qi的de輸shu出chu調tiao整zheng到daoADC所需的輸入電平
，從而可以使用ADC的完整輸入範圍
，同時提高分辨率。在具有高共模信號的情況下
，另一優勢是極為出色的共模抑製比和高精度。

 

圖1所示為典型3運算放大器設計中儀表放大器的內部原理圖。AD8421具有通用特性，適合各種應用。

 

圖1. 典型儀表放大器的內部架構

 

使用儀表放大器時應當意識到，最大輸出電壓取決於輸入信號（共模或差分信號）、增益
、電源電壓以及可能來自內部結構的限製。在3運算放大器架構中
，第一級放大器（反相和同相輸入）以yi預yu設she增zeng益yi放fang大da輸shu入ru信xin號hao。第di二er級ji放fang大da器qi起qi到dao的de是shi減jian法fa器qi作zuo用yong。輸shu出chu信xin號hao由you兩liang個ge輸shu入ru信xin號hao相xiang減jian而er構gou成cheng。參can考kao電dian壓ya會hui加jia到dao生sheng成cheng組zu合he輸shu出chu的de信xin號hao中zhong。

 

生成這種內部模擬信號後
，不同的因素現在可能導致內部飽和，並可能減少最大工作區域。

 

這些因素如下：

 

1.輸入電壓信號對於預設增益過高

 

2.參考電壓對於生成的輸出電壓信號過高

 

3.電源電壓過低

 

輸出電壓和儀表放大器工作區域取決於最大輸入信號
、增益
、參(can)考(kao)電(dian)壓(ya)以(yi)及(ji)所(suo)選(xuan)架(jia)構(gou)的(de)限(xian)製(zhi)，因(yin)此(ci)兩(liang)者(zhe)計(ji)算(suan)起(qi)來(lai)都(dou)有(you)難(nan)度(du)。如(ru)果(guo)把(ba)這(zhe)些(xie)因(yin)素(su)放(fang)在(zai)一(yi)張(zhang)圖(tu)中(zhong)
，可(ke)以(yi)得(de)到(dao)一(yi)個(ge)菱(ling)形(xing)圖(tu)
，即(ji)所(suo)謂(wei)的(de)鑽(zuan)石(shi)圖(tu)。菱(ling)形(xing)圖(tu)的(de)空(kong)間(jian)表(biao)示(shi)可(ke)能(neng)的(de)工(gong)作(zuo)區(qu)域(yu)。計(ji)算(suan)起(qi)來(lai)並(bing)不(bu)簡(jian)單(dan)，因(yin)為(wei)有(you)多(duo)個(ge)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)。

 

儀表放大器鑽石圖工具是一款由ADI公司開發的在線工具，可用於此類計算。該工具可自動為所需輸出信號的參考電壓、輸入信號
、電源電壓和增益計算可能的配置。它通過圖形顯示特定輸出信號可能的參數組合。

 

該工具包含所有ADI儀表放大器的規格，使用起來快捷方便。

 

圖2至圖4所示為該工具的圖形用戶界麵及其鑽石圖、內部電路和建議使用的工具選項對應的窗口。

 

在第一個窗口（圖2）中，您可以輸入所需的全部參數
，計算鑽石圖，並將其直觀顯示出來（可能的參數包括輸入信號、增益

、電源電壓和參考電壓）。對於輸入信號
，您可以選擇共模信號或差分信號。此外，該工具還有助於確定所選放大器的局限性並區分輸入-輸出和內部限製。現在可以估算工作區域。一般來說，建議在運算時不要太接近鑽石圖極限。

 

圖2. 儀表鑽石圖

 

儀表放大器鑽石圖工具的第二個窗口提供該放大器的內部視圖，並顯示詳細的原理圖（圖3）。tongguocishitukeyikandaojishuxijiehegezideneibudianya。zaixuyaojianzhashejizhongkenengdecuowushi

，zheyidianfeichangzhongyao。lingwaihaitigongkongzhimoshilaipinggusuoxuancanshubingtigongtidaifangan（圖4）。

 

圖3. 儀表放大器簡化原理圖

 

圖4. 建議使用的儀表放大器

 

借助儀表放大器鑽石圖工具
，ADI可以幫助您揭開鑽石圖的秘密。該工具提供簡單的用戶界麵，24/7全天候在線可用
，您可以隨時選擇和評估各種儀表放大器並設計更複雜的原理圖。

 

本文轉載自亞德諾半導體。

 

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