示例 - 雙運放儀表放大器基礎知識

　　此配置的交流共模抑制性能一般較差，因為從V到V。的信號路徑具有額外的A1相移。此外，兩個放大器在不同閉環(huán)增益下（對應于不同帶寬） 工作。圖1所示的小調(diào)整電容“C”可稍微改善交流CMR。

　　不使用Rg時，低增益（G= 2）單電源雙運放儀表放大器配置結(jié)果如以上圖2所示。

　　輸入共模和差分信號值必須限制，以防止A1或A2發(fā)生飽和。本例中，運算放大器在供電軌的0.1V內(nèi)保持線性，輸出上限和下限分別指定為V。。和VO。這些飽和電壓限值是單電源、軌到軌輸出運算放大器（例如AD822）的典型值。

　　使用圖2的公式，V1的電壓必須介于1.3 V至2.4 V之間，以防止A1發(fā)生飽和。請注意，Vref連接到Voh和Vol。的平均值（2.5 V）。這是為了提供雙極性差分輸入信號和以+2.5 V為參考的Vout。

　　以下圖3顯示高增益（G= 100）單電源雙運放儀表放大器配置。請注意，使用相同公式，VI的電壓現(xiàn)在可在0.124 V至4.876 V間擺動。Vgef仍為2.5 V，以提供雙極性輸入和輸出信號。

　　所有這些分析都顯示，采用單電源供電時，傳統(tǒng)的雙運放儀表放大器架構(gòu)存在較大限制。一方面，該架構(gòu)對給定增益下的容許輸入CM范圍造成限制。另一方面，它對給定CM輸入電壓下的容許增益范圍造成限制。

　　不過，還有許多情況下，增益和CM電壓的組合無法用圖1至3的基本雙運算放大器結(jié)構(gòu)來支持，即使放大器是理想的（即兩個供電軌均有零輸出飽和電壓）。

　　總而言之，無論增益如何，常見的雙運放儀表放大器基本結(jié)構(gòu)在采用單電源供電時無法提供OV的CM輸入電壓。消除這些單電源供電限制的唯一途徑是修改儀表放大器架構(gòu)。

　　AD627單電源雙運放儀表放大器

? ? ? ? 通過對基本雙運放儀表放大器架構(gòu)做一些關鍵修改，可以克服上述CM限制。以下圖4為AD627儀表放大器架構(gòu)，其中顯示了這些在電路中實施的修改。

　　在此電路中，兩個運算放大器均由一個PNP共發(fā)射極輸入級和一個增益級構(gòu)成，分別指定為Q1/A1和Q2/A2。PNP晶體管不僅提供增益，還可對輸入信號進行電平轉(zhuǎn)換，將其提高約0.5V，因此共模輸入電壓可到達負供電軌以下F0.1V。容許的最大正輸人電壓比正供電軌低1V。

　　AD627儀表放大器提供軌到軌輸出擺幅，且具有寬電源電壓范圍（+2.7V至+18V）。無外部增益設置電阻R。時，儀表放大器增益最小值為5。通過添加外部電阻，增益最高可達1000。使用1k2非均衡信號源、+3 V單電源且G= 5時，AD627B在60 HZ 下的共模抑制比為85 dB。

　　雖然AD627是雙運放儀表放大器，仍需注意，它沒有圖1所示基本電路的CM頻率響應限制。由于使用專利電路，AD627 CMR的平坦頻率遠遠高于傳統(tǒng)分立式雙運放儀表放大器可實現(xiàn)的水平。

　　AD627數(shù)據(jù)手冊詳細說明了容許輸入/輸出電壓范圍，其與增益和電源電壓成函數(shù)關系。交互式儀表放大器共模范圍/增益讓算器設讓工縣可以幫助用戶計算儀表放大器的基本共模范圍和增益。

　　AD627的主要規(guī)格特性如以下圖5所示。盡管是低功耗、單電源器件，AD627卻能夠采用傳統(tǒng)的較高電壓電源，例如土15V，而且性能出色。