仪表放大器AD623
仪表运放AD使用总结
在一般信号放大的应用中通常只要透过差动放大电路即可满足需求,然而基本的差动放大电路精密度较差,且差动放大电路变更放大增益时,必须满足两个电阻,影响整个讯号放大精确度的变因就更加复杂;仪表放大电路则无上述的缺点;1. AD620仪表放大器简介需在放大器的图1仪表放大电路是由三个放大器所共同组成,其中的电阻R 与Rx电阻适用范围内1kΩ~10kΩ;固定的电阻R,我们可以调整R来调整放大的增益值,x其关系式如式1所示,注意避免每个放大器的饱和现象放大器最大输出为其工作电压±Vdc1图1仪表放大电路示意图一般而言,上述仪表放大器都有包装好的成品可以买到,只需外接一电阻即式中R,X 依照其特有的关系式去调整至所需的放大倍率即可;AD620 仪表放大器的引脚图如图2所示;其中1、8引脚要跨接一个电阻来调整放大倍率,4、7引脚需提供正负相等的工作电压,由2、3引脚输入的电压即可从引脚6输出放大后的电压值;引脚5是参考基准,如果接地则引脚6的输出即为与地之间的相对电压;AD620的放大增益关系式如式2、式3所示,通过以上二式可推算出各;种增益所要使用的电阻值RG图2 AD620 仪表放大器的引脚图2即3AD620的基本特点为精度高、使用简单、低噪声,增益范围1~1000,只需一个电阻即可设定,电源供电范围±~±18V,而且耗电量低,可用电池驱动,方便应用于可携式仪器中;2．AD620 仪表放大器基本放大电路需根据所要放大的倍率由式3-22求得,图3为AD620电压放大电路图,其中电阻RG图3 AD620电压放大电路图由式3可以计算出放大2倍所需要的电阻为KΩAD620非常适合压力测量方面的应用,如血压测量、一般压力测量器的电桥电路的信号放大等;AD620 也可以作为ECG测量使用由于AD620 的耗电量低,电路中电源可用3V干电池驱动；也因此AD620 可以应用在许多可携式的医疗器材中;AD620的5脚标明VREF,这是为了使远距传输信号时消除地电位的不平衡而设定的,输出信号若为V,则会跌加到VREF上,也就是输出为Vout=V+Vref;一般把VERF接地就可以了,或者你想抬高或拉低信号,也可以给VREF加个电压值;==AD620的Vout=V+ - V-G + Vref2. 供电电压等使用问题1大家都知道,放大器的输出电压范围取决于其供电电压.但是,在AD620的使用过程中,更值得注意的是它的放大倍数的线性度受电源电压制约这一点;+5v和-5V供电时,线性度只在~+间;提高供电电压,可以扩宽线性区;2共模输入对输出为负这一区域的放大倍数线性度有较大影响;当共模输入为负的1v左右时,在+5v和-5v供电之下,负向输出的线性度只能达到左右;这一点要特别注意;一般在使用AD620时都忽略共模问题,一味使用提高电源的方法来改善线性度是不行的;3AD620得5脚的作用只能上拉/下拉输出电压;5脚作为参考端,一般情况下接地;当需要运用5脚拉高或降低输出时,可以接某一参考电压;但在这种情况下,要注意放大倍数的线性区不会因为5脚的改变来变化;例如+5V和-5V供电,5脚接地时,输出超过都为非线性段；当5脚接+1V时,不要认为此时输出超过+++1V才线性,这是同样是超过都为非线性段;还有一点提醒大家,市面上十几块钱的AD620都是次品,最好用好的AD620,不然;;;;3. 常见使用问题解答问：我最近想用Ad620作一个可调节增益的放大电路,后面接16位的ADC,所以对放大电路的精度要求挺高;使用模拟开关调节增益电阻达到增益倍数的改变;问题是：Ad620的输入不为差分信号;我测量的信号输入为单端信号,我将IN+接“单端信号的信号端”,IN-接“传感器GND”,输出为单端电压信号,ref输出接地和传感器GND连接;但是我不知道这样接是不是不好可能共模误差大;有没有更好的设计方案;如何降低共模误差输入就是两根线,一个是传感器信号线,另一根是传感器地线;如果IN-接地,则IN-上的共模干扰信号会直接接到地上减弱,而IN+上的共模干扰信号依然存在,则AD620输出不能降低共模噪声;可不可以将输入浮空,也就是将IN+接“单端信号的信号端”,IN-接“传感器GND”,但是“传感器GND”和 Ad620供电的地相互隔离,ref输出接电源地;这样输出信号为IN+和IN-的差值,如同差分信号一样可以降低共模干扰;但是两个地电位不同,应该会出现问题,如何才能实现如上的思路;如何保证IN-接的地和真正的电源地接近,同时IN-上的共模噪声依然存在IN-地和ref引脚接地之间“隔离”,这样AD620的输出可以最大限度的降低共模噪声;这种设计需要注意什么如何才能提高信号精度,因为后面是16位的AD;答：该问题实质上是如何实现一个单端信号与差分信号的转换问题;这个问题非常普遍;问题已经清楚地表述了：“如 IN-接地,则IN-上的共模干扰信号会直接接到地上减弱,而IN+上的共模干扰信号依然存在,则AD620输出不能降低共模噪声;”仔细分析这个问题,发现我们只要搞清楚AD620是否可以单端使用就可以了;可以把问题分成两种情况看一下：a如果AD620的IN-可以直接接地使用;因为传感器输出是一个单端信号,本来就有一端是地,如此接法实质上就是把传感器和测量电路这两个系统共地而已,不存在不能降低共模噪声这样的问题;当然前提确认是IN-引脚是否能够直接接地就可以了,这是AD620自身的问题,与传感器无关;b如果AD620的IN-不能接地使用;可以考虑把传感器的单端信号通过一个差分放大器转换为差分信号即可;因此,只要测量电路可以接收单端信号就可以了,接法不是问题的关键;4. 补充资料：仪表放大器各种非电量的测量,通常由传感器把它转换为电压或电流信号,此电压信号一般都较弱,最小的到μV,而且动态范围较宽,往往有很大的共模干扰电压;因此,在传感器后面大都需要接仪表放大器,主要作用是对传感器信号进行精密的电压放大,同时对共模干扰信号进行抑制,以提高信号的质量;由于传感器输出阻抗一般很高,输出电压幅度很小,再加上工作环境恶劣,因此,仪器放大器与一般的通用放大器相比,有其特殊的要求,主要表现在高输入阻抗,高共模抑制比、低失调与漂移、低噪声、及高闭环增益稳定性等;本节介绍几种由运算放大器构成的高共模抑制比仪表放大器一同相串联差动放大器图4为一同相串联差动放大器;电路要求两只运算放大器性能参数基本匹配,且在外接电阻元件对称情况下即R1=R4,R2=R3,电路可获得很高的共模抑制比,此外还可以抵消失调及漂移误差电压的作用;图4 同相串联差动放大器该电路的输出电压由叠加原理可得从而求得差模闭环增益二同相并联差动放大器图5为同相并联差动放大器;该电路与图4电路一样,仍具有输入阻抗高、直流效益好、零点漂移小、共模抑制比高等特点,在传感器信号放大中得到广泛应用;图5同相并联差动放大器由图5可知：将I 代入V01,V02可得由此可得电路差模闭环增益该电路若用一可调电位器代替R7,可以调整差模增益Ad的大小;该电路要求A3的外接电阻严格匹配,因为A3放大的是A1,A2输出之差;电路的失调电压是由A3引起的,降低A3的增益可以减小输出温度漂移;三增益线性可调差动放大器图6是电压增益可线性调节的差动放大器;可以通过调节电位器RW的线性刻度来直接读取电压增益,给使用带来很大的方便;图6增益线性可调差动放大器图6中,由叠加原理可得因V A =V B ,整理上两式,且当R 1=R 2=R 3=R 4时,输出电压电路闭环增益可见,电路增益与RP W 成线性关系,改变R W 大小不影响电路的共模抑制比 四高共模抑制比差动放大器前面讨论的电路中,没有考虑寄生电容、输入电容和输入参数不对称对抑制比的影响;当要求提高交流放大电路的共模抑制比时,这些影响就必须考虑;在检测和控制系统中,常用屏蔽电缆来实现长距离信号传输,信号线与屏蔽层之间有不可忽略的电容存在;习惯上采用屏蔽层接地的方法,这样该电容就成为放大器输入端对地的寄生电容,加上放大器本身的输入电容;如果差动放大器两个输入端各自对地的电容不相等,就会使电路的共模抑制比变坏,测量精度下降;为了消除信号线与屏蔽层之间寄生电容的影响,最简单的方法是采用等电位屏蔽的措施,即不把电缆的屏蔽层接地,而是接到与输入共模信号相等的某等电位点上,亦即使电缆芯线与屏蔽层之间处于等电位,从而消除了共模输入信号在差动放大器两端形成的误差电压;如图7所示;图7高共模抑制比差动放大器图中两只电阻R 0的连接点电位正好等于输入共模电压,将连接点电位通过A 4电压跟随器连到输入信号电缆屏蔽层上,使屏蔽层电位也等于共模电压;参照同相并联差动放大器的分析可知当R 1=R 2时,可证明连接点电位正好等于共模输入电压,也即是电缆屏蔽层的电位与共模输入电缆芯线电位相等,因此不再因电缆电容的不平衡而造成很大的误差电压;由图7还可见,A4的输出端还接到输入运放A1、A2供电电源±EC的公共端,因此使其电源处于随共模电压而变的浮动状态,即使正负电源的涨落幅度与共模输入电压的大小完全相同;由于电源对共模电压的跟踪作用,会使共模电压造成的影响大大地削弱;五集成仪器放大器在差分放大电路中,电阻匹配问题是影响共模抑制比的主要因素;如果用分立运算放大器来作测量电路,难免有电阻的差异,因而造成共模抑制比的降低和增益的非线性;采用后模工艺制作的集成仪器放大器解决了上述匹配问题,此外集成芯片较分立放大器具有性能优异、体积小、结构简单、成本低的优点,因而被广泛使用;一般集成仪器放大器具有以下特点：1 输入阻抗高,一般高于109Ω；2 偏置电流低；3 共模抑制比高；4 平衡的差动输入；5 良好的温度特性；6 增益可调；7 单端输入;。
仪表放大器AD623的性能与应用
几盛．Ｆ
图 ４ 放 大低 共模 电压双极性信号
３ 设计考虑
在仪表放大器的电路设计中， 卜 以 一些实Ｎ 问题 ，
需要考虑 ：
＂ ２ 的增益是通过改变编程电阻 Ｒ 来实现的 Ａ６３ Ｄ １ ：
为了使 Ｄ２ Ａ ６３的输出电压增益精确， 应使 用误差小
图３ 单电源教据采集系统
《 是由中国石油天然气集团公司主管、 石油仪器》 中国石油物资装备（ 集团） 总公司和西安石油勘探仪器总１ 主办， 全面介绍和评论国内外石油仪器、 仪表装备的综合性科技期刊。《 石油仪器》 为中国石油天然气集１｝ ｝优 ４ ； １ ｉ １
、
秀期刊， 陕西省优秀科技期刊一等奖。 《 内容丰宫多彩 栏目新顺多样： 石油仪器》 开辟了理论研究 、 开发设计、 仪器设备、 计算机应用、 测试技术 、 综 述、 使用维修、 技术讲座、 产品信息等灵活多样的栏目， 涉及了勘探、 钻井、 录井、 采油、 炼化等方面的新技术、 ｝ 新＿ 艺、 新方法， 信息量大， 覆盖面广， 可满足不同读者的需求。她已成为石油、 地质、 化工等行业获取科技信息的桥 梁， 了解仪器仪表装备动态和市场的窗口， 是用户选购仪器仪表的向导， 是管理决策者的参谋和广大读者及科技
后，Ｄ２ 可编程设置增益， Ａ６ ３ 其增益最高可达 １ （ ０！ ０倍
Ａ ６３ Ｄ ２ 通过提供极好的随增益增大而增大的交流共模 抑制比（Ｃ Ｒ ） Ａ Ｃ Ｒ 而保持最小的误差， Ｍ 线路噪声及谐 波将由于共模抑制比在高达２０ ： ０Ｈ 时仍保持恒定而受 到抑制 生然 Ａ ６３ Ｄ２ 在单电源方式进行优化设计， 但 当它工作于双电源（ ２５ ６ ） 仍能提供优良的 士 ．一士 Ｖ 时， 性能。低功耗（Ｖ时 １５ Ｗ）宽电源电压范围、 ３ ．ｍ ， 满电 源幅 度输 出， Ａ ６３成 为电池供 电应用 的理想 使 Ｄ２
仪表放大器的正确使用方法
仪表放大器的正确使用方法发表于2008/7/12 21:40:05仪表放大器的正确使用方法****************************************************************这篇文章转载自/article-2765-儀表放大器的正確使用方法-Asia.html(12月1日 2005 年)作者：ChaCMRrles Kitchin及Lew Counts，Analog Devices****************************************************************仪表放大器（instrumentation amplifier）被广泛地应用在现实世界中的资料截取。
然而，设计工程师在使用它们时，却经常会出现不当使用的情形。
具体来说，尽管现代仪表放大器具有优异的共模抑制（common-mode rejection，CMR），但设计工程师必须限制总共模电压及信号电压，以避免放大器内部输入缓衝的饱和。
不幸的是，设计工程师经常忽略此一要求。
其他常见的应用问题则是由以下因素所引起的，包括以高阻抗源驱动仪表放大器的基准端；在增益很高的情况下来操作低供应电压的仪表放大器电路；仪表放大器输入端与交流耦合，但却没有提供直流对地的返回路径；以及使用不匹配的 RC 输入耦合元件。
仪表放大器快速入门仪表放大器是具有差分输入和单端输出的闭环增益电路区块。
仪表放大器一般还有一个基准输入端，以便让使用者可以对输出电压进行上或下的位准移位（level-shift）。
使用者还可以一个或多个的内部或外部电阻来设定增益。
图 1 是一个桥式前置放大器（bridge-preamplifier）电路，这是一种典型的仪表放大器应用电路。
当检测到讯号时，该桥式电阻（bridge-resistor）值即改变，使得桥的平衡被破坏，而引起它的差分电压改变。
此一信号输出即是差分电压，它可以直接连接到仪表放大器的输入端。
AD623单电源、电源限输出仪表放大器的原理及应
摘 要： 介绍了美国ADI公司最新推出的单电源供电(+3~+12V)输出摆幅能达到电源电压的集成仪表放大器AD623的基本原理、使用方法和典型应用。AD623具有低功耗、宽电源范围和电源限输出特性，它非常适合电池供电应用场合。
关键词： 仪表放大器 电源限输出 单电源
AD623的误差很低，有两个误差源：输入误差和输出误差。当折合到输入端(RTI)时，输出误
差除以增益，实际上在增益很高时，输入误差起主要作用；在低增益时，输出误差起主要作
用。对给定增益，总失调电压(V OS )由下式计算：
总误差(RTI)=输入误差+输出误差/增益
总误差(RTO)=输入误差×增益+输出误差
(7)AD623可以取代分立器件搭成的仪表放大器具有优良的线性度、温度稳定性和小体积可靠
性。
(8)AD623仪表放大器采用8脚工业标准封装形式，即DIP，SOIC和小型SOIC三种形式，其引脚排列如图1所示。
迄今为止，尚未见到一种仪表放大器的性能能达到AD623的水平。AD623主要用于低功耗医用
1 概述
AD623仪表放大器是美国模拟器件公司(Analog Devices Inc.,简称ADI)最近推出的一种低价格、单电源、输出摆幅能达到电源电压(通常称之为电源限输出，即rail to rail output)的最新仪表放大器。主要特点是：
(1)AD623使用一只外接电阻设置增益(G)，高达1000，从而给用户带来极大方便。
3 4 抗射频干扰措施
所有的仪表放大器能对通带外高频信号检波，被检波的信号以直流失调误差的形式出现在输
出端。为了防
ad623芯片手册
ad623芯片手册AD623是一款低成本、高精度的仪表放大器，广泛应用于各种模拟信号的放大和处理。
以下是对AD623芯片的详细介绍：一、概述AD623是一款低成本、高精度的仪表放大器，具有增益可编程、低噪声、低失真等特点。
它采用了先进的电路设计和制造工艺，能够在宽的增益范围内提供高精度的放大性能。
AD623非常适合用于各种需要放大和测量微弱信号的应用场景，如医疗仪器、工业控制、测量设备和科学仪器等领域。
二、主要特点1.增益可编程：AD623的增益可以通过外部电阻器进行编程，范围从1到1000。
用户可以根据需要选择合适的增益值，以便获得最佳的放大效果。
2.低噪声：AD623具有低噪声特性，可以有效地减小放大信号中的噪声干扰。
这使得它非常适合用于放大微弱信号的应用场景。
3.低失真：AD623采用了先进的电路设计，具有低失真特性。
它能够将输入信号中的失真成分减小到最低程度，从而提高信号的质量。
4.宽电源电压范围：AD623可以在较宽的电源电压范围内工作，范围从±2.5V到±18V。
这使得它非常适合用于各种不同的电源配置中。
5.兼容TTL/CMOS输入/输出：AD623的输入和输出兼容TTL/CMOS电平，这使得它能够与各种不同的数字电路和微控制器等器件进行无缝连接。
三、应用场景1.医疗仪器：AD623的低噪声和高精度特性使得它非常适合用于医疗仪器中，如心电图机、血压计和血氧仪等设备。
2.工业控制：在工业控制领域中，AD623可以用于各种传感器信号的放大和处理，如压力传感器、温度传感器和流量传感器等。
3.测量设备：在测量设备中，如示波器、频谱分析仪和信号发生器等设备中，AD623可以用于放大微弱信号和提高信号的质量。
4.科学仪器：在科学研究中，如物理实验、化学分析和生物学研究中，AD623可以用于放大和测量各种微。
ad623共模电压
ad623共模电压
【最新版】
目录
1.ad623 简介
2.ad623 的工作原理
3.ad623 的应用领域
4.ad623 的优点与局限性
正文
ad623 是一种共模电压抑制器，它的主要作用是抑制共模电压，从而保护电路免受电磁干扰。
ad623 的工作原理是利用半导体材料的共模抑制特性。
当共模电压施加在输入端时，ad623 会抑制这种电压，并使其不能通过输出端。
这样，电路就可以免受共模电压的干扰，从而保证电路的正常工作。
ad623 广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、家电等。
在这些设备中，ad623 可以有效地抑制共模电压，保护电路免受电磁干扰，从而提高设备的稳定性和可靠性。
尽管 ad623 具有很多优点，但它也存在一些局限性。
例如，它的工作电压范围有限，不能在所有电压下都能有效工作。
此外，它的抑制效果也会受到一些因素的影响，如半导体材料的性质、共模电压的大小等。
第1页共1页。
AD623单电源、电源限输出仪表放大器的原理及应
AD623单电源、电源限输出仪表放大器的原理及应AD623单电源、电源限输出仪表放大器的原理及应摘要：介绍了美国ADI公司最新推出的单电源供电(+3~+12V)输出摆幅能达到电源电压的集成仪表放大器AD623的基本原理、使用方法和典型应用。
AD623具有低功耗、宽电源范围和电源限输出特性，它非常适合电池供电应用场合。
关键词：仪表放大器电源限输出单电源1 概述AD623仪表放大器是美国模拟器件公司(Analog Devices Inc.,简称ADI)最近推出的一种低价格、单电源、输出摆幅能达到电源电压(通常称之为电源限输出，即rail to rail output)的最新仪表放大器。
主要特点是：(1)AD623使用一只外接电阻设置增益(G)，高达1000，从而给用户带来极大方便。
(2)AD623具有优良的直流特性：增益精度0 1%(G=1)，增益漂移25ppm(G=1),输入失调电压最大100μV(AD623B)，输入失调电压漂移1μV/°C(AD623B)，输入偏置电流最大25nA。
(3)AD623具有优良的CMRR(它随增益增加而增加)，使误差最小。
电源线噪声及其谐波都受到抑制，因为CMRR抑制频率高达200Hz。
(4)AD623带宽800kHz(G=1),达0 01%建立时间20μs(G=10)。
(5)AD623的输入共模范围很宽，可以放大比地电位低150mV的共模电压。
虽然AD623单电源供电能达到最佳性能，但双电源供电(±2 5~±6 0V)也能提供优良的性能。
(6)AD623低功耗(电源电流最大575μA)、宽电源范围和电源限输出特性非常适合电池供电应用场合。
电源限输出特性使低电源供电条件下，电源限输出级使其动态范围达到最大。
(7)AD623可以取代分立器件搭成的仪表放大器具有优良的线性度、温度稳定性和小体积可靠性。
(8)AD623仪表放大器采用8脚工业标准封装形式，即DIP，SOIC和小型SOIC三种形式，其引脚排列如图1所示。
ad620用法介绍以及典型电路连接要点
单片仪表放大器为了满足对更容易应用的仪表放大器的需求，ADI公司研发出单片IC仪表放大器。
这些IC包含对如前所述的三运放和双运放仪表放大器电路的改进，同时提供激光微调的电阻器和其它有益於单片IC的技术。
由於有源器件和无源器件现在都在同一颗管芯内，所以它们能够精密匹配——这保证了器件提供高CMR。
另外，这些器件在整个温度范围内保持匹配，从而保证了在宽温度范围内优良的性能。
IC技术（例如，激光晶圆微调）能够使单片集成电路调整到极高精度并且提供低成本、高量产。
单片仪表放大器的另一个优点是它们可以采用尺寸极小、成本极低的SOIC或MSOP封装，适合用於高量产。
表1提供一个ADI公司仪表放大器性能快速一览表。
图1. AD8221原理图一、采用仪表放大器还是差分放大器尽管仪表放大器和差分放大器有很多共性，但设计过程的第一步应当是选择使用何种类型的放大器。
差分放大器本质上是一个运放减法器，通常使用大阻值输入电阻器。
电阻器通过限制放大器的输入电流提供保护。
它们还将输入共模电压和差分电压减小到可被内部减法放大器处理的范围。
总之，差分放大器应当用於共模电压或瞬态电压可能会超过电源电压的应用中。
与差分放大器相比，仪表放大器通常是带有两个输入缓冲放大器的运放减法器。
当总输入共模电压加上输入差分电压（包括瞬态电压）小於电源电压时，应当使用仪表放大器。
在最高精度、最高信噪比（SNR）和最低输入偏置电流（IB）是至关重要的应用中，也需要使用仪表放大器。
二、单片仪表放大器内部描述1、高性能仪表放大器ADI公司於1971年推出了第一款高性能单片仪表放大器AD520，2003年推出AD8221。
这款仪表放大器采用超小型MSOP封装并且在高於其它同类仪表放大器的带宽内提供增加的CMR。
它还比工业标准AD620系列仪表放大器有很多关键的性能提高。
图2. AD8221的引脚排列AD8221是一种基於传统的三运放结构的单片仪表放大器（见图1）。