仪表放大器(英语:instrumentation amplifier或称精密放大器简称INA),差分放大器的一种改良,具有输入缓冲器,不需要输入阻抗匹配,使放大器适用于测量以及电子仪器上。

什么是仪表放大器


仪表放大器也被称为 INO,正如名字所示,它会放大电平的变化并像其他运放一样提供一个差分输出。但和其它普通放大器不同的是,当以完全差分输入的共模噪声抑制时,仪表放大器会有着较高的阻抗和不错的增益。

 

什么是仪表放大器


仪表放大器在线路图上是一颗运算放大器;但实际上是由三颗运算放大器所组成;仪表放大器分成两个部分,输入端的两个电压跟随器提供输入端高输入阻抗,后级则是差分放大器,用来做两个输入端的差分放大。

 

仪表放大器工作原理

 

仪表放大器工作原理


仪表放大器电路的典型结构如图所示。它主要由两级差分放大器电路构成。其中,运放 A1,A2 为同相差分输入方式,同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗,减小电路对微弱输入信号的衰减;差分输入可以使电路只对差模信号放大,而对共模输入信号只起跟随作用,使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比 CMRR)得到提高。这样在以运放 A3 为核心部件组成的差分放大电路中,在 CMRR 要求不变情况下,可明显降低对电阻 R3 和 R4,Rf 和 R5 的精度匹配要求,从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。在 R1=R2,R3=R4,Rf=R5 的条件下,图 1 电路的增益为:G=(1+2R1/Rg)Rf/R3。由公式可见,电路增益的调节可以通过改变 Rg 阻值实现。

 

仪表放大器作用


1. 仪表放大器具有很高的输入抗阻性。这是所有的仪表放大器都不需要具有的一项特点。它的高输入抗阻性与反向输入端的抗阻性都十分的高,这样才能起到相互制约平衡的作用。2. 2、仪表放大器它的用处是使用来处理相对来说非常低的输入电压, 所以在运行的时候它的自身所带的噪音不能够过高,并且不能将噪音带到信号上。所以它的噪音就十分的低。3、仪表放 大器它具有十分低的输入偏置电流,而且它的失调电流误差也是很低。并且一个高质量的仪表放大器它的线性误差也是非常小的。4、仪表放大器它之所以能够使用在如此之多的电路当中,是因为它具有其独特之处,也就是它自身就带有检测端以及参考端,仪表放大器它是可以允许远距离的进行电压的输出并且内部的电阻压降以及地线压降( IR) 的影响是可以被减小到最小处。

 

仪表放大器作用