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基于“零漂移”仪表放大器的传感器电路优化方案

  因此,大多数三运放IA的数据手册都给出了可用的输入共模电压对输出电压的曲线图。因为输出电压只是按比例缩放的输入差分电压,因此这种图中的两个轴也可标记为“输入共模电压对输入差分电压”。六边形内的灰色区域代表了“有效”工作区,在这个区域内放大器A1和A2的输出不会饱和至电源电压轨。

  请注意,图2所示的图形对单电源应用有重要的含义。共模电压很容易接近电路地电平,这是灰色区域不能延伸到的地方!因此某些应用(如低边电流检测)不能使用传统的三运放IA,因为它们的输入共模电压等于地电平。

  三运放IA可以通过匹配差分放大器周围的片内电阻而获得较高的共模抑制性能,但这种IA的反馈架构将大大降低交流CMRR。为克服这些缺点,业界开发出另一种IA架构,例如2gm间接电流反馈方法(图3)。

 【技术应用】基于零漂移仪表放大器的传感器电路优化方案

  IA的间接电流反馈架构由两个匹配的跨导放大器和一个高增益放大器组成。

  这种架构由两个匹配的跨导放大器和一个高增益放大器组成。这两个匹配的放大器的gm的相同,在输入端将产生相等的差分电压,因此输出电压取决于电阻分压比Rf/Rg。输出共模电压通过REF引脚上的电压设定。由输入gm放大器实现的电压到电流转换电路天生就能抑制输入共模电压,从而使放大器具有高的直流和交流CMRR。

  即使输入共模电压等于负电源电压轨,间接电流反馈IA架构也能实现满幅输出电压,因此这种间接电流反馈IA的工作范围要比三运放IA架构宽得多。美信集成产品公司(Maxim)的MAX4460/1/2和MAX4208/9便是这类IA产品。

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