仪表放大器——不是运放，那是什么？

电路

仪表放大器(IA)是配备反馈组件的全闭环放大器，其可以在抑制共模信号的同时放大差分输入信号。虽然内部设计可能不尽相同，但常用的三运放拓扑（图1）很有代表性。很多类型产品配备单一外部电阻器RG，增益选择覆盖G=1 - G=1000或更大范围。一些类型的产品配备内部RG电阻器，提供非常精确的固定增益。

图 1

输入级由两个可调增益运放器组成，为反相和非反相输入提供非常高的输入阻抗。输出级由一个差分放大器组成——四个精确匹配的电阻器围绕着一个单路运放，抑制共模电压和噪声。放大的差分电压转至输出接地(Ref)或基准电压。

相较之下，简单的运放放大电路（图2）拥有共同的输入和输出参考接地，且不能抑制共模电压或噪声。此外，其只有一个高阻抗输入。

常见的单端放大器只有一个高阻抗输入，输入和输出共用接地参考。因此，无法抑制共模信号。

图 2

现代的集成电路仪表放大器相比使用分立式运放和电阻器的仪表放大器有着极大的优势。差分放大器使用的内部电阻器相互匹配、采用激光微调和温度跟踪处理，能够实现卓越的共模抑制功能——比常用的分离式组件性能更好。图1所示的三运放电路是优化信号路径的简图，能够实现分立式运放和电阻器难以企及的直流精度、低噪声和动态性能。