零漂移儀表放大器的傳感器電路優(yōu)化方案
在傳統(tǒng)的三運(yùn)放儀表放大器中,輸入緩沖級(jí)電路提供了所有的差分增益、單位共模增益和高阻抗輸入。
基于三個(gè)運(yùn)放架構(gòu)的IA僅具有有限的傳輸特性(圖2)。在輸入共模和輸入差分電壓的某種組合條件下,這種架構(gòu)中的緩沖放大器A1和A2的輸出很容易達(dá)到電源電壓軌而飽和。在這種狀況下,IA將無法抑制輸入共模電壓。
儀表放大器在不同共模電壓處的有限傳輸特性(在高增益處眼圖有所壓縮)。
因此,大多數(shù)三運(yùn)放IA的數(shù)據(jù)手冊(cè)都給出了可用的輸入共模電壓對(duì)輸出電壓的曲線圖。因?yàn)檩敵鲭妷褐皇前幢壤s放的輸入差分電壓,因此這種圖中的兩個(gè)軸也可標(biāo)記為“輸入共模電壓對(duì)輸入差分電壓”。六邊形內(nèi)的灰色區(qū)域代表了“有效”工作區(qū),在這個(gè)區(qū)域內(nèi)放大器A1和A2的輸出不會(huì)飽和至電源電壓軌。
請(qǐng)注意,圖2所示的圖形對(duì)單電源應(yīng)用有重要的含義。共模電壓很容易接近電路地電平,這是灰色區(qū)域不能延伸到的地方!因此某些應(yīng)用(如低邊電流檢測(cè))不能使用傳統(tǒng)的三運(yùn)放IA,因?yàn)樗鼈兊妮斎牍材k妷旱扔诘仉娖健?p> 三運(yùn)放IA可以通過匹配差分放大器周圍的片內(nèi)電阻而獲得較高的共模抑制性能,但這種IA的反饋架構(gòu)將大大降低交流CMRR。為克服這些缺點(diǎn),業(yè)界開發(fā)出另一種IA架構(gòu),例如2gm間接電流反饋方法(圖3)。
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