放大器参数解析--AD公司提供--liaojiededepan的笔记
(A)技术指标(工作条件)
在技术指标表的上面有这样一个说明:列出的
全部技术指标通常都是在TA = 25℃,VS = ±15 V,和
RL = 10 kΩ条件下工作的,除非另外规定。这一条说
明告诉用户这些是测试该器件的正常工作条件。偏
离这些条件可能降低(或提高)性能。当偏离这个“正
常”条件时(例如温度变化),对其明显影响在技术
指标中已给出。上述说明还告诉我们,如果没有另
外说明,所有数据均指典型值。“典型”一词的含义
是指生产厂家为表征生产过程所采用的平均值,但
是对个别器件“典型值”可能有改变。
当使用具有满电源摆幅(R-R)输入输出性能
的仪表放大器时,有几个关键的技术指标需要认真
考虑。仪表放大器的输入电压范围应允许它接受接
近电源电压或接近地电位的输入信号幅度;其输出
信号应该在低于电源电压或高于地电位0.1V的范围
内摆动。相反,普通的双电源仪表放大器只能允许
其输出信号在低于电源电压或高于地电位2 V(或大
于2 V)的范围内摆动。在5 V单电源数据采集系统
中,扩大输出摆幅是很重要的,因为这样可以利用
ADC的满度输入范围,从而提高分辨率。
(B) CMR
共模抑制(CMR)是指当两个输入施加相等的
电压时,对输出电压变化的一种度量。CMR通常用
来规定输入特性,它允许考虑到仪表放大器增益。
当增益增加时,对于相同的共模输入电压,会产生
较高的输出电压。这项技术指标通常是对一个满度
输入电压变化或者对一个规定的不平衡源阻抗(以
Ω为单位)规定的。
共模抑制比(CMRR)是一个比率表达式,而
CMR是这个比率的对数形式。这两项技术指标通常
都折合到输出端(RTO)。
CMRR =输出电压变化/(共模电压变化-输入电压)


失调电压
失调电压特性通常被看作仪表放大器的品质因
数。虽然通过使用硬件或软件的方法可以将任何初
始失调电压调整到零,但是由于温度的变化引起的
失调电压的漂移却很难修正。采用微处理器的智能
系统使用一个基准温度和校准数据对此进行修正,
但是对于许多小信号高增益应用则没有这种修正能
力。
失调电压和失调电压漂移包括四种不同误差定
义:室温(+25℃),输入和输出以及折合到输入
端和输出端的失调电压对温度的漂移。
仪表放大器可看成是一个两级放大器,它有一
个输入级和和一个输出级。每一级都有它自身的误
差源。当仪表放大器工作在低增益时,因为输出级
误差要乘以固定的增益(通常为2),所以输出级通
常是主要误差源。当仪表放大器工作在较高增益时,
其输入级的增益被增大。随着增益被增大,其输入
级对误差的作用增加,而输出级对误差的作用减小。
因此,在高增益时,输入级对误差起主要作用。
输入误差是由输入级单独作用的;输出误差由
输出级引起。我们常常将与输入端相关的误差分类
和组合在一起,称作折合到输入端(RTI)误差,而
将所有与输出端相关的误差则称之为折合到输出端
(RTO)误差。虽然RTI和RTO这两种总误差经常提
供不一样的数据,但是任何一种总误差都是正确的,
因为每一种总误差的定义方法不同,认识到这一点
是很重要的。
对于给定的增益,仪表放大器的输入误差和输
出误差可使用以下公式计算:
RTI总误差 = 输入误差+输出误差/增益
RTO总误差 = 增益×输入误差+输出误差
有时技术指标页会列出一个对于给定增益的
RTI或RTO的误差项。在其它情况下,则需要用户根
据要求的增益计算误差。

输入偏置电流和失调电流
输入偏置电流(IB)是流入或流出仪表放大器
输入端的电流。用场效应(FET)管作输入级的仪
表放大器比双极型输入级仪表放大器具有较低的室
温偏置电流,但温度每增加11℃,FET输入偏置电
流大约增加1倍。输入偏置电流被认为是失调电压的
误差源(即,流过源阻抗的输入电流流产生失调电
压)。偏置电流的任何变化值通常比偏置电流本身
的数值更加重要。
B
输入失调电流是两个输入偏置电流之差。当两
个输入端的源阻抗不相等时,它导致仪表放大器的
失调误差。
尽管仪表放大器有差分输入端,但是必须要有
一个返回路径使其偏置电流流到公共端(地)。
如果没有提供返回路径,输入级的基极(或者栅极)
会处于浮地(未接地)状态,从而使仪表放大器的
输出会迅速漂移到地或电源端。
所以,当放大浮地输入信号源时,例如变压器
(没有中心抽头地线)或没有接地的热电偶,或任
何AC耦合输入源,必须有一个DC通路使其每个输
入端接到地。通常情况下,将1 MΩ到10 MΩ高阻值
电阻器连接到各输入端与地之间就能xx满足这一
条件。

静态电源电流
静态电源电流指仪表放大器在规定的工作电压
范围内消耗的静态的或无信号的电源电流。
随着电池供电应用数量的增长,器件功耗问题
成为一项关键的设计因素。像AD627这样的产品仅
消耗60 μA非常低的静态电源电流,在5 V电源时,
仅需0.3 mW功耗。我们将这种功耗水平与双电源供
电的同类老产品,例如AD526相比。AD526的静态
电流为14 mA,电源电压为±15 V(总电压为30 V)
功耗高达420 mW,是AD627功耗的1,400倍。这表
示电池的寿命会锐减。

建立时间
建立时间定义为输出电压达到并保持在其终值
某一允许误差范围内所需时间。通常在一快速满度
输入阶跃条件下来规定建立时间,包括输出转换时
间。由于有几个因素都对整个建立时间起作用,所
以达到0.1%的建立时间并不意味着与达到0.01%建
立时间成比例。此外,建立时间并非是增益的函数。
对长的建立时间起作用的因素包括转换速率的限
制、欠阻尼(振荡)和温度梯度(长尾)。
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