仪表放大器

定义：仪表放大器（英语：instrumentation amplifier，或称精密放大器），差分放大器的一种改良，具有输入缓冲器，不需要输入阻抗匹配，使放大器适用于测量以及电子仪器上^[1]。

典型结构

构成原理

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，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。

如果R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下，图示电路的增益为:G=(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。

优、缺点

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。如果只有运放A3，则R3、R4的电阻不匹配会直接导致CMRR下降，但想要精准匹配电阻的阻值是很难实现的。运放A1和A2的作用就是利用运放输入阻抗很高的原理，直接降低了对电阻匹配的需求，从而具有很高的共模抑制比。仪表放大器的缺点就是成本高，在精密仪器中才会采用。

参考文献

[1]R.F. Coughlin, F.F. Driscoll Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits (2nd Ed.1982. ISBN 0-13-637785-8) p.161.

　

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