仪表放大器的应用技巧(摘)
仪表放大器及其应用问题研究
是指两个输入端施加 （ 或跨接 ）不同的电 压时输入与输出之 间的 电压增益 。共模 抑
制 比 （ ＭＲＲ） Ｃ 是指 Ａ Ｄ与 ＡＣ 之比 。 Ｍ 另 外 ，在理想的仪表放大 器中，Ｃ ＭＲＲ将成
对参 考端单 端输 出的 闭环 增益 组件 ，具 １ 有 差分 输 出和 相 对 参 考端 的 单端 输 出 ， 对于一个高质量的仪表放大 器典型 的非线 随着 电子技 术的 飞速 发展 ，仪表放 大 器 性 误差 为 ０．０１％ ，有 的甚至 低 于 ０．
二 、仪 表放 大器 的技 术原理
ｌ 、仪表放大 器与运算放 大器的 区别 仪表放 大器是一种具 有差分输 入和相
益设 置灵 活和使 用方 便等 特 点 ，使其 在
三 Ａ ６ ２仪表放 大器 的应用 Ｄ３
ｌ、功 能特 性
数据采集 、传感器信号放大、高速信号 ｌ对 参考 端单 端输 出 的 闭环增 益单 元 ， 大 调节 、医疗 仪 器和 高档音 响 设备等 方 面 多数情 况下 ，仪表 放 大器 的两 个输 入端
ｒ ｉ—ｔ —ｒ ｉ ｕ ｐ ｔ ａｌ ｏ ａｌ ｏ ｔ ｕ ）的仪表 放大器 。 ＡＤ６ ３的主要特点是 ：（ ）使用一只外 ２ １ 接 电阻设置增益 Ｇ，使 Ｇ可高达 ｉ０ ，从 ００
（ 。其 输 入偏 置 电流也 应 很低 ，典 型 值 为 ｌ Ａ 至 ５ Ａ，与运算放大 器一样 ， ｎ ０ｎ 其输 出阻抗 很低 ，在 低频 段通 常仅 有 几 毫 欧 （ （ 。运 算 放 大 器的 闭 环增 益 ｍ ）
维普资讯
中国科技信息 ２０ 年第 ｛ 期 ０６ ６
Ｃ Ｉ ＣＥＣ ）Ｎ ＥＨ ＯＯ Ｙ ｌ Ｉ Ａ Ｎ Ａ口２０ ＨＮ Ｓ Ｉ ＥＡ Ｄ ＴＣＮ ＬＧ ｏＩ Ｔｏ ｕ ｏ６ Ａ Ｎ ： Ｍ
仪用放大器应用技巧
仪用放大器应用技巧1.选择合适的放大器类型：根据应用需求，选择适当的放大器类型，如差分放大器、运算放大器、功率放大器等。
不同的应用场景需要不同的放大器类型，例如差分放大器适用于抗干扰能力要求较高的环境。
2.输入输出阻抗匹配：为了保证信号传输的质量和准确性，输入输出阻抗的匹配非常重要。
通常情况下，放大器的输入阻抗应该与信号源的输出阻抗匹配，输出阻抗应该与负载的输入阻抗匹配。
3.去除电源噪声：电源噪声是影响放大器性能的常见问题之一、为了减小电源噪声对放大器的干扰，可以使用电源滤波器和稳压器进行处理，保证电源电压的稳定性和纹波的小。
4.地线设计：良好的地线设计可以减小信号干扰和回路噪声。
在设计电路板时，应该将地线设计为低阻抗的共模回环，避免共模信号干扰。
5.控制放大器增益：根据实际需求，合理控制放大器的增益。
过高的放大倍数可能导致信号失真或产生噪声，而过低的放大倍数则可能无法满足要求。
6.温度控制：放大器的性能可能会受到温度影响。
在使用放大器时，应该注意环境温度，避免过高或过低的温度对放大器产生不利影响。
7.防止反馈干扰：放大器的反馈回路可能会引起干扰，导致放大器性能下降。
要防止反馈干扰，可以合理设计反馈回路，控制反馈系数，并注意绕线和布局。
8.良好的信号接地：为了减小信号干扰，重要信号应该选择良好的接地点。
避免信号回路共用终端接地，减少共模干扰。
9.防止过载：过载可能导致放大器工作不稳定。
合理控制输入信号的幅度，避免过大的输入信号导致过载。
10.防止交叉耦合：当多个放大器放置在一起时，要注意防止信号的交叉耦合。
可以采用屏蔽、间隔、屏蔽和绕线等方法来减小交叉耦合的影响。
11.信号损耗和失真：要保证信号在放大器中传输时的准确性，需要注意信号的损耗和失真。
合理选择放大器的频率响应和失真参数，选择适当的补偿电路进行校正。
12.防止震荡：震荡可能导致放大器的不稳定工作，影响应用性能。
要采取相应的措施，如选择合适的电容和电感值、增加衰减电阻等，以防止震荡的发生。
智能化传感器中应用仪表放大器时应注意的问题知识分享
智能化传感器中应用仪表放大器时应注意的问题1 序言仪表放大器（IA）由于其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、宽电源供电范围及小体积等一系列优点，在数据采集系统、电桥、热电偶及温度传感器的放大电路中得到了广泛的应用，它既能对单端信号又能对差分信号进行放大。
在数据采集系统中，一般需要实现对多路信号进行数据采集，这主要是通过多路开关来实现对多路信号的切换。
实际应用中，针对不同的测量对象可以分别选择单端信号或差分信号的输入方式来实现对信号的获取，一般市场上所有的多路信号采集系统基本上都具备这种功能。
差分仪表放大器具有对差分信号进行放大，对共模信号加以抑制的功能，但是并非所有差分信号输出的场合可以直接使用仪表放大器作为前置信号放大级，具体来说必须考虑到共模信号的大小、差分信号的大小、放大倍数的选择、输入信号的频率范围等因素，同时针对输入信号的具体情况可以选择单端信号输入方式或者差分信号输入方式。
下面对仪表放大器在实际应用中所涉及到的这些问题分别加以阐述。
2 仪表放大器的结构仪表放大器一般是由三个放大器和经过激光调阻修正的电阻网络构成，如图1所示。
在传统的三片运放方式的基础上做一些改进，内部阻值的校准保证用户只需要外接一个电阻即可实现由1到上万倍的增益精确设定，减少了由于增益相关误差带来的数据采集误差，同时这种结构保证其具有高输入阻抗和低输出阻抗，且每一路输入都有输入保护电路以避免损坏器件。
由于采用激光调阻，使其具有低失调电压、高共模抑制比和低温漂。
图1 仪表放大器的结构原理框图图1所示为BB（Burr Brown）公司的INA114、INA118等仪表放大器的结构原理框图及引脚。
在实际应用时，正负电源引脚处应接滤波电容C，以消除电源带来的干扰。
5脚为输出参考端，一般接地。
实际应用中即使5脚对地之间存在很小的电阻值，也将对器件的共模抑制比产生很大的影响，如5欧姆的阻值将导致共模抑制比衰减到80dB。
仪表放大器及其应用问题研究
一、仪表放大器概述１、仪表放大器的概念仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件，具有差分输出和相对参考端的单端输出，随着电子技术的飞速发展，仪表放大器也得到广泛的应用。
仪表放大器把关键元件集成在放大器内部，其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移、增益设置灵活和使用方便等特点，使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面备受青睐。
２、仪表放大器的特点仪表放大器主要以下三方面的特点：（１）低输入偏置电流和低失调电流误差。
仪表放大器具有偏置电流流入和流出的两个输入端；对于双极型输入仪表放大器是基极电流；对于场效应管（ＦＥＴ）输入仪表放大器是栅极漏电流。
这个偏置电流流过不平衡的信号源电阻将产生一个失调误差，输入失调电流误差被定义为流过两个输入端的偏置电流之间的失配程度，双极型输入仪表放大器的偏置电流典型值为１ ｎＡ至５０ ｎＡ；而ＦＥＴ输入仪表放大器的偏置电流在室温下的典型值为１ ｐＡ至５０ ｐＡ。
（２）低噪声。
因为仪表放大器必须能够处理非常低的输入电压，所以它绝对不能把自身的噪声信号加到信号电压仪表放大器及其应用问题研究梅玉芳 四川自贡电业局上，在１ ｋＨｚ（增益大于１００）的条件下，折合到输入端（ＲＴＩ）的最小输入噪声为１０ ｎＶ／√Ｈｚ是允许的，微功耗仪表放大器适合于尽可能最低的输入电流，通常比输入电流较大的仪表放大器具有较高的噪声。
（３）低非线性。
输入失调和比例系数误差都能通过外部调整来修正，但是非线性是器件的固有的性能限制，所以它不能由外部调整来消除，低非线性误差必须由仪表放大器生产厂家的结构设计来保证。
非线性通常规定为在正满度电压与负满度电压及零电压条件下，厂家测量仪表放大器的误差占满度的百分数，对于一个高质量的仪表放大器典型的非线性误差为０．０１％，有的甚至低于０．０００１％。
二、仪表放大器的技术原理１、仪表放大器与运算放大器的区别仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元，大多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值 ≥１０９Ω。
仪用放大器使用注意事项
仪用放大器使用注意事项。
仪表放大器的结构仪表放大器一般是由三个放大器和经过激光调阻修正的电阻网络构成，如图1所示。
在传统的三片运放方式的基础上做一些改进，内部阻值的校准保证用户只需要外接一个电阻即可实现由1到上万倍的增益精确设定，减少了由于增益相关误差带来的数据采集误差，同时这种结构保证其具有高输入阻抗和低输出阻抗，且每一路输入都有输入保护电路以避免损坏器件。
由于采用激光调阻，使其具有低失调电压、高共模抑制比和低温漂。
图1 仪表放大器的结构原理框图图1所示为BB（Burr Brown）公司的INA114、INA118等仪表放大器的结构原理框图及引脚。
在实际应用时，正负电源引脚处应接滤波电容C，以消除电源带来的干扰。
5脚为输出参考端，一般接地。
实际应用中即使5脚对地之间存在很小的电阻值，也将对器件的共模抑制比产生很大的影响，如5欧姆的阻值将导致共模抑制比衰减到80dB。
应用中应考虑的问题1 输入偏置电流回路一般来说，选择差分信号测量的工作方式时，后面的信号放大电路一般直接采用仪表放大器构成。
仪表放大器的输入阻抗非常高,大约达到1010Ω数量级，相应对于差分输入的每个输入端都需要输入偏置电流通道，以提供共模电流反馈回路，例如仪表放大器IN118输入偏置电流大约为±5nA。
由于仪表放大器的输入阻抗非常高，使得输入的偏置电流随输入电压的变化非常小，对差分信号放大不会产生太大影响。
输入偏置电流是仪表放大器（IA）输入三极管所必须的电流，电路设计时必须保证偏置电流有接地的回路，如果电路中没有输入偏置电流通道，传感器的输入将处于浮电位状态，而浮电位值很可能超过放大器所能够允许的共模电压范围（其值与放大器的供电电压相关），使输入放大器饱和而失去放大功能。
（实验中好像是c）针对实际的应用情况，输入偏置电流回路设置可以采用三种基本形式，分别如图2所示。
其中(a)为差分信号源阻抗较高（人体内阻算大还是小？接电极时是否需要导电膏之类的东西，这是人体电阻大约是多少？）时常用的形式，其中的两个接地电阻相等，以保证较高的共模抑制比和减小偏置电流对失调的影响；（b）为信号源阻抗较低时采用的形式（如热电偶）；（c）为对称结构常用的形式。
仪表放大器优势_仪表放大器典型应用及实例
仪表放大器优势_仪表放大器典型应用及实例随着电子技术的飞速发展，运算放大电路也得到广泛的应用。
仪表放大器是一种精密差分电压放大器，它源于运算放大器，且优于运算放大器。
仪表放大器把关键元件集成在放大器内部，其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点，使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。
本文首先介绍了仪表放大器的原理及特点，其次介绍了仪表放大器的优势，最后介绍了仪表放大器典型应用及实例。
仪表放大器的原理仪表放大器电路的典型结构如图1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，使得共模抑制比得到提高。
这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在共模抑制比要求不变情况下，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：Au=（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，仪表放大器典型结构见图1。
仪表放大器的特点仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器，它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比、低噪声、低线性误差、低失调电压和失调电压漂移、低输入偏置电流和失调电流误差等特点。
仪表放大器的优势1、高共模抑制比仪表放大器具有能够消除任何共模信号（两输入端电位相同）而放大差模信号（两输入端电位不同）的特性。
为了使仪表放大器能正常工作，要求它既能放大微伏级差模信号，同时又能抑制几伏的共模信号，实现这种功能的仪表放大器必须具有很高的共模抑制能力。
共模抑制比的典型值为70- 100dB.通常，在高增益时，CMRR 的性能会得到改善，即。
仪表放大器及应用
仪表放大器及应用
，但其输入阻抗较低，而且电阻之间有较大差异。
电阻的匹配必须非常精确才能获得可接受的共模抑制比，任一个电阻值存在０．０１％的偏差都将使ＣＭＲＲ降低到８６ｄＢ；如果偏差为０．１％，将使ＣＭＲＲ降低到６６ｄＢ；而１％的偏差将使ＣＭＲＲ降低到４６ｄＢ。
选择仪表放大器结构时，有一个需要特别关注的参数，即在放大器任何输出摆幅下，输入共模电压的范围均应包括高边电压加上一个安全裕量。
４．２电平转换器此电路的工作原理可以这样来理解，将ＭＡＸ４１９８看作一个三输入求和放大器（如图７所示），其电压传输函数为Ｖｏｕｔ＝Ｖｂ－Ｖａ＋Ｖｓｈｉｆｔ，此式表明，输出由差分信号与ＲＥＦ输入电压的代数和所决定，ＶＲＥＦ可为任意值，它不会使ＭＡＸ４１９８的放大器输出饱和，ＭＡＸ４１９４也适合作一个精密放大器，它可以很方便地配置成如下固定增益：－１、２或±１。
４．３应力测量
三运放拓扑的真正优势是其能够进行真正的差分测量（很高的ＣＭＲ），同时又有非常高的输入阻抗，这些特点使其得到了广泛应用，特别是在信号源阻抗非常高的场合。
为使信号源对地的漏电流达到最小，本例采用了一些防护技术，信号源电缆采用屏蔽电缆，并将其屏蔽隔离层接到（Ｖｃｍ＋ΔＶ／２）。
图８给出了一个包括惠斯通电桥传感器的放大电路，对该电路的电桥阻抗可适当减小，并不会降低仪表放大器的ＣＭＲ值。
仪表放大器的正确使用方法
仪表放大器的正确使用方法
仪表放大器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冲的饱和。
不幸的是，设计工程师经常忽略此一要求。
常见的应用问题多是由以下因素所引起的：
1、以高阻抗源驱动仪表放大器的基准端;
2、在增益很高的情况下，操作低供应电压的仪表放大器电路;
3、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;
4、使用不匹配的RC 输入耦合元件。
常见问题
与分立器件相比，现代集成运算放大器和仪表放大器为设计工程师带来了许多好处。
虽然提供了许多巧妙、有用并且吸引人的电路。
往往都是这样，由于仓促地组装电路而会忽视了一些非常基本的问题，从而导致电路不能实现预期功能- 或者可能根本不工作。
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仪表放大器电路设计技巧Charles Kitchin，Lew Counts 美国模拟器件公司长期以来，为仪表放大器供电的传统方法是采用双电源或双极性电源，这具有允许正负输入摆幅和输出摆幅的明显优势。
随著元器件技术的发展，单电源工作已经成为现代仪表放大器一个越来越有用的特性。
现在许多数据采集系统都是采用低电压单电源供电。
对于单电源系统，有两个至关重要的特性。
首先，仪表放大器的输入范围应当在正电源和负电源之间(或接地电压)扩展。
其次，放大器的输出摆幅也应当接近电源电压的两端(R-R)，提供一个与电源电压的任一端或地电位相差100mV(或小于100mV)以内的输出摆幅(V-+0.1V～V+-0.1V)。
比较起来，一个标准的双电源仪表放大器的输出摆幅只能与电源电压的任一端或地电位相差1V或2V以内。
当采用5V单电源工作时，这些仪表放大器仅具有1V或2V输出电压摆幅，而真正的R-R输出仪表放大器能提供几乎与电源电压一样高的峰峰输出摆幅。
另一个重要点是单电源或R-R仪表放大器采用双电源仍能工作(甚至更好)并且通常其工作电源电压比传统的双电源器件低。
电源解耦是一个经常被工程师忽视的重要细节。
通常，旁路电容器(典型值为0.1μF)连接在每个IC的电源引脚和地之间。
尽管通常情况适合，但是这在实际应用中可能无效或甚至产生比根本没有旁路电容器更坏的瞬态电压。
因此考虑电路中的电流在何处产生，从何处返回和通过什麽路径返回是很重要的问题。
一旦确定，应当在地周围和其他信号路径周围旁路这些电流。
通常，像运算放大器一样，大多数单片仪表放大器都有其以电源的一端或两端为参考端的积分器并且应当相对输出参考端解耦。
这意味著对于每颗晶片在每个电源引脚与仪表放大器的参考端在PCB上的连接点之间应连接一个旁路电容器，如图1所示。
图1、电源旁路的推荐方法1.输入接地返回的重要性当使用仪表放大器电路时出现的一个最常见的应用问题是缺乏为仪表放大器的输入偏置电流提供一个DC返回路径。
这通常发生在当仪表放大器的输入是容性耦合时。
图2示出这样一个电路。
这里，输入偏置电流快速对电容器C1和C2充电直到仪表放大器的输出“极端”，达到电源电压或地电位。
图2、一个没有输入接地返回的AC耦合仪表放大器电路解决上述问题的方法是在每个输入端和地之间添加一个高阻值电阻器(R1，R2)，如图3所示。
输入偏置电流现在可以自由流入地并且不会像以前那样产生大输入失调。
在过去的电子管电路中，产生类似的效应，需要在栅极(输入)和地之间使用一个栅极漏电阻以放空积累的电荷(栅极上的电子)。
图3、每个输入端和地之间的高阻值电阻器提供一个有效的DC返回路程2.AC输入耦合再看图3，R1和R2的实际值通常为1MΩ(或小于MΩ)。
电阻值的选择是在失调误差和电容值之间的一个折衷。
输入电阻越大，由于输入失调电流引起的输入失调电压越大。
失调电压漂移也会增加。
当R1和R2选用较低的电阻值时，C1和C2必须使用越高的输入电容值以提供相同的-3dB转折频率F-3dB=1/(2πR1C1)，这里R1=R2并且C1=C2除非AC耦合电容器的输入端出现大的DC电压，否则应当使用非极性电容器。
因此，为了保持器件的尺寸尽可能小，C1和C2应为0.1μF或更小。
通常，电容值越小越好，因为这样成本会降低并且尺寸会减小。
输入耦合电容器的额定工作电压需要足够高以避免因任何可能发生的高输入瞬态电压而造成的击穿。
3.阻容元件匹配由于(IB1R1)-(IB2R2)=ΔVOS，R1和R2之间的任何不匹配都将引起输入失调不平衡(IB1-IB2)，产生输入失调电压误差。
一条有用的规则是保持IBR<10mV。
表1、为AC耦合仪表放大器输入推荐的阻容元件值ADI公司仪表放大器的输入偏置电流根据其输入结构不同而变化很大。
但是，大多数的最大输入偏置电流都在1.5nA和10nA之间。
表1给出采用1%金属薄膜电阻器用于AC耦合的典型的阻容值以及每个输入的偏置电流值。
图4示出一个为变压器耦合输入推荐的DC返回路径。
图4、为变压器耦合输入推荐的DC返回路径4.电缆终端当在几百千赫(kHz)以上频率条件下使用仪表放大器时，应当在其输入端和输出端连接阻抗合适的50Ω或75Ω 同轴电缆。
正常地，电缆终端应当在同轴电缆中心导线与其末端的遮罩线之间简单地连接一苹50Ω或75Ω的电阻器。
应当注意的是，为了驱动这些负载到有用的电平，可能需要一个缓冲放大器。
仪表放大器防ESD和直流过载的输入保护电路1.防ESD和DC过载的输入保护作为用于数据采集系统的介面放大器，仪表放大器经常要遇到输入过载，即电压幅度超过所选择增益范围的满度值或甚至超过电源电压。
这些过载一般分为两类∶稳态过载和瞬态过载(ESD等)，後者发生在仅几分之一秒的时间内。
对于三运放仪表放大器设计，当以低增益(10或10以下)工作，增益电阻器作为限流元件与它们的电阻输入串联。
当在高增益条件下，由于RG的阻值较低可能不能完全保护输入端免受过载电流的侵害。
标准的做法是在每个输入端都接限流电阻器，但加上这种保护也增加了电路的噪声。
因此在提供的保护作用和引起的电阻器噪声(约翰逊噪声)增加之间需要一种合理的权衡。
使用具有高抗噪声能力的仪表放大器能够允许较大的串联保护而不会严重增加其总电路噪声。
当然，增加的噪声越少越好，但一条有用的规则是需要这种额外保护的电路能够很容易地允许电阻值产生30%总电路噪声。
例如，一个使用具有20nV/Hz1/2额定噪声的仪表放大器的电路能够允许6nV/Hz1/2的附加约翰逊噪声。
使用下面的试选法将这个数据转换为实际电阻值。
1kΩ电阻器的约翰逊噪声大约是4nV/Hz1/2。
这个值随电阻值的平方根变化。
因此，20kΩ电阻器的噪声是1kΩ电阻器的201/2倍，为17.88nV/Hz1/2(4.4721×4nV/Hz1/2)。
由于两个输入端都需要保护，因而需要两苹电阻器，并且它们的组合噪声按电阻器个数的平方根增加(平方和的平方根)。
在这种情况下，两个20kΩ电阻器增加的总噪声为25.3nV/Hz1/2 (17.88×1.414)。
图5示出AD8221仪表放大器输入结构的详细电路。
如图5所示，它具有与每个输入二极管串联的内部400Ω电阻器。
图5、AD8221仪表放大器输入电路AD8221适合处理6mA稳态(或DC)最大输入电流。
其内部电阻器和二极管将保护器件避免输入电压高于正电源0.7V，或低于负电源(6mA× 0.4kΩ)2.4V。
因此，对于±15V电源，最大安全输入电压幅度是+15.7V，-17.4V。
如果要扩大这个安全输入电压幅度，可以增加外部串联电阻器，但要以增大电路噪声为代价。
AD8221仪表放大器是一种噪声极低的器件，最大值(eNI)为8nV/Hz1/2。
一苹1kΩ电阻器会增加大约107nV/Hz1/2的噪声。
这会将最大DC电平上升到高于每个电源电压大约22.5V，对于±15V电源上升到±37.5V。
图6、AD620系列（AD620，AD621，AD622）仪表放大器输入电路图6示出AD620仪表放大器的输入级。
它非常相似于AD8221∶都使用一个400Ω电阻器与每个输入端串，并且都使用二极管保护。
主要的不同是AD8221有四个附加的二极管，其中一组连接在每个输入端和正电之间，另一组连接在每个输入三极管的基极和负电源之间。
AD620使用其400Ω内部电阻器和一组二极管防止负输入电压。
对于正电压过载，它依靠其自身的基极-射极输入结作为箝位二极管。
图7、AD627仪表放大器输入电路AD627能够耐受20mA瞬态输入电流(见图7)。
另外，它具有内置2kΩ电阻并且能处理高于其电源电压40V(20mA×2kΩ)的输入电压。
这种保护十分有用。
由于其低功耗，AD627的许多应用使用低电压单电源。
如果需要更大的保护，可增加非常大的外部电阻器而不会使AD627的38nV/Hz1/2噪声严重变坏。
在这种情况下，增加两苹5kΩ电阻器使电路的噪声大约增加13nV/Hz1/2(30%)，但会提供一个额外的± 100V瞬态过载保护。
图8、AD623仪表放大器输入电路图8示出AD623仪表放大器的输入电路。
在这个设计中，内部(ESD)二极管放置在输入电阻之前，因而提供的保护作用比其他设计要小。
AD623 可耐受10mA最大输入电流，但在许多情况下，需要一些外部串联电阻器保持输入电流低于这个水准。
由于AD623的器件噪声大约是35nV/Hz1/2，这里可增加达5k的外部电阻器以提供50VDC过载保护，而总输入噪声仅增加到38nV/Hz1/2。
2.用外接二极管对输入保护利用附加外部箝位二极管可增加器件输入保护，如图9所示。
由于使用了大电流二极管，所以增加了输入保护，它允许使用阻值降低许多的输入保护电阻器，从而也减小了电路噪声。
不幸的是，大多数普通二极管(肖特基二极管，矽二极管等)都具有很高的漏电流，从而会在仪表放大器的输出端产生很大的失调误差；这种漏电流与温度呈指数关系增加。
这样势必导致在采用具有高阻抗源的仪表放大器的应用中取消外部二极管的使用。
虽然现在有了漏电流降低很多的特殊二极管，但是通常很难找到而且也很贵。
对于绝大多数应用，限流电阻器是唯一能够对于ESD和较长时间输入瞬态过载提供充分保护的方案。
尽管有这些限制，在一些特殊应用中经常需要外部二极管，例如电子除颤器，它利用短脉宽、高电压。
可能需要外部二极管和非常大的输入电阻器(达100kΩ)结合使用以充分保护仪表放大器。
为了保证外部二极管在仪表放大器的内部保护二极管开始吸收电流之前开始传导良好，检查二极管的技术指标是一个好办法。
尽管它们提供良好的输入保护，但是标准肖特基二极管的漏电流高达几毫安培(mA)。
但是，在图9的例子中，可使用快速肖特基势垒整流器，例如，国际整流器公司的SD101系列产品；这些器件具有200nA最大漏电流和400mW典型功耗。
图9、使用外部元件体增加输入保护3.防ESD和瞬态过载的输入保护保护仪表放大器输入不受高电压瞬态过载和ESD事件的损害对于电路的长期可靠性是非常重要的。
功耗通常是输入电阻器的一个重要因素，无论内部电阻器还是外部电阻器，必须能够有效地处理输入脉冲大多数的功率。
虽然ESD事件可能是极高电压，但它们通常是非常短的脉宽而且往往是一次性事件。
由于电路在下一个事件发生前有大量时间去冷却，因而适度的输入保护足以保护使器件不受破坏。
另一方面，经常发生的短脉宽输入瞬态过载很容易过热并且烧断输入电阻或仪表放大器输入级。
一苹1kΩ电阻器，与仪表放大器输入端串联吸收20mA的电流，功耗为0.4W，通过一个标准的0.5W或更大的表面安装电阻很容易处理。