儀表放(fang)大(da)器(qi)(qi)是一種IC（集成電路(lu)），主要用于放(fang)大(da)信(xin)號(hao)。該放(fang)大(da)器(qi)(qi)屬于差(cha)分放(fang)大(da)器(qi)(qi)家族，因為它增(zeng)加了(le)兩個輸入端之間的差(cha)值。

　　儀(yi)(yi)表放大器的主要功能(neng)是為電路選擇減少不需要的噪聲，而每個IC引腳都熟悉抑制(zhi)噪聲的能(neng)力，這(zhe)就是CMRR（共(gong)模(mo)抑制(zhi)比）。儀(yi)(yi)表放大器集成電路具有高共(gong)模(mo)抑制(zhi)比、高開環增益(yi)、低漂移和低直流失調等(deng)特性(xing)，是電路設計中必不可(ke)少的元(yuan)件(jian)。

　　儀(yi)表放大器的主(zhu)要特點。

　　儀表(biao)放(fang)大(da)器(qi)用(yong)于放(fang)大(da)非常(chang)低電平的(de)信號(hao)，并(bing)抑(yi)制噪聲和干(gan)擾信號(hao)，如(ru)心(xin)跳、血壓、溫度(du)、地(di)震等。因此，一個好的(de)儀表(biao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)基本特(te)征包括以下幾點：。

　　儀表(biao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸入信號(hao)能量(liang)非常低，因(yin)此儀表(biao)放(fang)大(da)器(qi)應具有(you)高增益，并應準(zhun)確。

　　增(zeng)益應該(gai)可以很容(rong)易地通過(guo)一個單(dan)一的控制來調節。

　　必須具有高輸入阻(zu)抗和(he)低(di)輸出(chu)阻(zu)抗，以防止負載。

　　儀表放大器應具有(you)高共模抑制比，因為傳(chuan)感器輸(shu)出在長導線(xian)上傳(chuan)輸(shu)時經(jing)常包含共模信號，如噪聲。

　　它還必(bi)須有一個(ge)高擺率來處理事件的(de)急(ji)劇上(shang)升時間，并(bing)提供最大(da)的(de)不失真(zhen)的(de)輸出(chu)電(dian)壓擺幅。

　　使用運算放(fang)大器(qi)的儀表放(fang)大器(qi)。

　　使用運(yun)(yun)算(suan)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)路的儀表(biao)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)如下圖所示。運(yun)(yun)算(suan)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)1和2是同(tong)相放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)，運(yun)(yun)算(suan)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)3是差分放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)。這三個運(yun)(yun)算(suan)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)一(yi)起構(gou)成一(yi)個儀表(biao)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)。儀表(biao)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)的最終輸(shu)出Vout是加(jia)到運(yun)(yun)算(suan)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)3輸(shu)入端的輸(shu)入信號(hao)的放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)差值。此外，運(yun)(yun)算(suan)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)1和運(yun)(yun)算(suan)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)2的輸(shu)出分別為Vo1和Vo2。

　　儀表放(fang)大器(qi)(qi)的工作(zuo)原(yuan)理(li)(li)是：理(li)(li)想情(qing)況下，輸入級運算放(fang)大器(qi)(qi)的電(dian)流(liu)為零。因此，通過電(dian)阻器(qi)(qi)R1、Rgain和R1的電(dian)流(liu)I保持不變。

　　在節(jie)點(dian)E和F之(zhi)間(jian)應用(yong)歐(ou)姆定律，既有：

　　I=(Vo1-Vo2)/(R1+Rgain+R1)……………………….(1)

　　I=(Vo1-Vo2)/(2R1+Rgain)

　　由于(yu)沒有電流流向運(yun)算放大器1和2的輸(shu)入(ru)，因此節點G和H之間的電流I可以給出為：

　　I=(VG-VH)/Rgain=(V1-V2)/Rgain……………………….(2)

　　聯合等(deng)式(shi)1和2，既(ji)有：

　　(Vo1-Vo2)/(2R1+Rgain)=(V1-V2)/Rgain

　　(Vo1-Vo2)=(2R1+Rgain)(V1-V2)/Rgain………………………….(3)

　　差動放(fang)大器(qi)的輸出為：

　　Vout=(R3/R2)(Vo1-Vo2)

　　因此(ci)就有：(Vo1–Vo2)=(R2/R3)Vout，代(dai)入等式3中(zhong)的(Vo1–Vo2)值，可以(yi)得到：

　　(R2/R3)Vout=(2R1+Rgain)(V1-V2)/Rgain

　　即：Vout=(R3/R2){(2R1+Rgain)/Rgain}(V1-V2)

　　上述(shu)等式(shi)給出了儀表放大器的輸出電壓(ya)。

　　放大器的總(zong)增(zeng)益由(you)(R3/R2){(2R1+Rgain)/Rgain}項給出。

　　儀(yi)表放大器(qi)(qi)的(de)總電(dian)壓增(zeng)益可以通過(guo)調整電(dian)阻器(qi)(qi)Rgain的(de)值(zhi)來控制，而儀(yi)表放大器(qi)(qi)的(de)共模信號衰減由差動(dong)放大器(qi)(qi)提供。

　　儀表放大器(qi)的優點。

　　儀表放大器(qi)的優點主要包(bao)括(kuo)以下幾點：。

　　三(san)運(yun)放儀表放大器電(dian)路的(de)增(zeng)益可(ke)以很容易地通(tong)過簡單地調整一(yi)個(ge)電(dian)阻Rgain的(de)值來改變。

　　放大器的(de)增益只取決(jue)于所使用(yong)的(de)外部電阻。

　　由于放大器(qi)1和(he)2的射(she)極跟隨器(qi)配置，輸入阻抗非常(chang)高(gao)。

　　由(you)于差(cha)分放大器3，儀(yi)表放大器的(de)輸出阻抗很低。

　　運算放大器(qi)3的(de)共模(mo)抑(yi)制比很高(gao)，幾乎所有(you)的(de)共模(mo)信號都(dou)被拒絕(jue)。

　　儀表(biao)放(fang)大器(qi)應用(yong)。

　　儀表放大器的主要應(ying)用包括以下幾(ji)種：。

　　主要涉及高(gao)差分增益精度(du)是必需的(de)，其中(zhong)強度(du)必須保持在嘈雜(za)的(de)環境中(zhong)，并存在巨大的(de)共(gong)模信號。

　　用(yong)于(yu)從(cong)熱電(dian)偶(ou)、應變片、惠斯通電(dian)橋測量等小型O/P傳感器獲取數(shu)據。

　　用(yong)于導航(hang)、醫療、雷達等。

　　用于提高音頻應用中(zhong)的信噪比(bi)（SNR），如低振幅音頻信號。

　　用于高速信(xin)號調(diao)理中的成(cheng)像和視(shi)頻數據采集。

　　用于射頻(pin)電纜系統(tong)中(zhong)，放大高頻(pin)信號。

　　以(yi)上是(shi)關(guan)(guan)于儀(yi)(yi)表放(fang)大(da)(da)器(qi)的(de)(de)電(dian)路圖、原理、優點和應用特點的(de)(de)相關(guan)(guan)知識匯編。根據以(yi)上不難發現，儀(yi)(yi)表放(fang)大(da)(da)器(qi)在(zai)處理低電(dian)壓條件(jian)時是(shi)一個不可(ke)缺少的(de)(de)集(ji)成電(dian)路，而儀(yi)(yi)表放(fang)大(da)(da)器(qi)的(de)(de)增益可(ke)以(yi)通(tong)過改變(bian)輸入(ru)側的(de)(de)電(dian)阻來改變(bian)。更重(zhong)要的(de)(de)是(shi)，儀(yi)(yi)表放(fang)大(da)(da)器(qi)具有高(gao)(gao)輸入(ru)電(dian)阻和高(gao)(gao)共模抑(yi)制比。