單IC增益模塊提供¼到6的精密增益
發布時間：2020-02-04 來源：Chau Tran 責任編輯：wenwei
【導讀】許多應用都需要利用增益模塊來放大弱信號或衰減大信號，使之與ADC的(de)滿(man)量(liang)程(cheng)輸(shu)入(ru)範(fan)圍(wei)匹(pi)配(pei)。遺(yi)憾(han)的(de)是(shi)，采(cai)用(yong)分(fen)立(li)放(fang)大(da)器(qi)和(he)外(wai)部(bu)電(dian)阻(zu)的(de)典(dian)型(xing)增(zeng)益(yi)模(mo)塊(kuai)有(you)很(hen)多(duo)缺(que)點(dian)，例(li)如(ru)低(di)精(jing)度(du)和(he)漂(piao)移(yi)限(xian)製(zhi)等(deng)。舉(ju)例(li)來(lai)說(shuo)，采(cai)用(yong)標(biao)準(zhun)1%、100 ppm/°C增益電阻時，初始增益誤差可能達到2%，溫漂可能達到200 ppm/°C。
一般而言，人們可以使用精密電阻來實現精密增益設置，但這種電阻很昂貴，而且要占用寶貴的PCB空kong間jian。另ling外wai，每mei個ge電dian阻zu的de溫wen漂piao情qing況kuang不bu同tong，故gu增zeng益yi也ye可ke能neng隨sui著zhe溫wen度du而er變bian化hua。因yin此ci，人ren們men需xu要yao一yi種zhong單dan芯xin片pian放fang大da器qi，它ta能neng放fang大da或huo衰shuai減jian信xin號hao，但dan性xing能neng不bu會hui有you任ren何he降jiang低di。
圖1和圖2所示IC框圖配置是性能更高、成本更低、尺寸更小的解決方案。就此功能而言，這種集成產品是尺寸最小的，電路無需其他外部元件。
圖1. 連接精密增益模塊以提供3和6的電壓增益。
圖1中的IC為AD8273，它是一款低失真、雙通道放大器，內部具有增益設置電阻。利用四個已調整電阻，各通道可配置為高性能差動放大器（G = ½或2）、反相放大器（G = –½或–2）或同相放大器（G = 1½或3）。將兩個放大器組合起來，可以構建一個增益可變（¼、½、1、2、3、4和6）的增益模塊。該電路可以采用單電源或雙電源供電，最大電源電流僅為5 mA。
雖然可以采用分立方式構建此電路，但將電阻集成在芯片上可以給電路板設計人員帶來許多好處，如直流規格更佳、交流規格更佳、生產成本更低等。內部電阻經過激光精密調整，保持嚴格匹配。相比於采用標準分立電阻的放大器設計，這種IC依賴電阻匹配的規格（如增益漂移、共模抑製、增益精度等）更好。這種集成還縮短了電路板構建時間並提高了可靠性。
zhengfushuruyinjiaoguyiweijiechu。bazhexiejiedianliuzaineibuyiweizheqidianrongyaoxianzhudiyufenlishejizhongdedianrong。youyuzhexiejiediandedianrongjiaodi，yincihuanlugengwending，AC共模抑製性能更好。
該電路支持±2.5 V（5 V單電源）至±18 V（36 V單電源）的寬電源電壓範圍，非常適合測量工業應用中的大信號。此外，該器件的電阻分壓器結構允許其測量超出電源的電壓。
圖2. 連接精密增益模塊以提供½和¼的電壓增益。
圖2所示的AD8273類似電路配置提供增益為½或¼的衰減。增益模塊本身內含兩個差動放大器，各放大器的增益為0.5。因此，VOUT1輸出電壓提供½的精密增益，VOUT2輸出電壓提供¼的精密增益。
所有電阻都在增益模塊內部，故精度和漂移指標均很出色。通常，此類電路的增益精度優於0.1%，增益溫度係數低於5 ppm/°C。由於電路集成到一個芯片中，而不是將數個分立器件放在PCB上，所以電路板的製作速度更快且效率更高。
最後，很容易看出，集成放大器且內置增益設置電阻的增益模塊相比於分立放大器設計有許多優勢。可以連接很多帶有片內電阻的IC以提供各種各樣的選項。此外，相比於分立設計，使用片內電阻給設計人員帶來了多項性能優勢，因為運算放大器電路的大多數直流性能取決於周圍電阻的精度。內部電阻經過激光調整，並經過測試以確保匹配精度。因此，該IC在增益漂移、共模抑製和增益誤差等諸多特性上都達到了很高的要求。其節省空間的封裝可減少PCB占用麵積。總之，單芯片增益模塊可簡化布局，降低成本，並自動改善係統性能。
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