在許多應(yīng)用中，通常需要增益模塊來(lái)放大微弱信號(hào)或衰減大信號(hào)以匹配ADC的滿(mǎn)量程輸入范圍。遺憾的是，使用分立放大器和外部電阻的典型增益模塊有許多缺點(diǎn)，例如精度低和漂移限制。例如，使用標(biāo)準(zhǔn)的1%100 ppm/°C增益設(shè)置電阻時(shí)，高達(dá)2%的初始增益誤差最多可以變化200 ppm/°C。 通常，可以使用精密電阻進(jìn)行精確的增益設(shè)置，但這些電阻可能很昂貴，并且占用了大量寶貴的印刷電路板空間。此外，增益可能隨溫度變化，因?yàn)槊總€(gè)電阻的漂移不同。因此，需要一種能夠提供放大或衰減而不會(huì)降低任何性能的單片放大器。

圖1和圖2所示的IC框圖配置以更低的成本提供了更高的性能，而且它們也更小。這種集成方法對(duì)于此功能來(lái)說(shuō)是最小的，并且電路不需要外部元件。

圖1.精密增益模塊連接以提供 3 和 6 的電壓增益。

在圖1中，IC為AD8273，這是一款低失真、雙通道放大器，內(nèi)置增益設(shè)置電阻。憑借其四個(gè)微調(diào)電阻，每個(gè)通道可配置為高性能差動(dòng)放大器（G = 1/2或2）、反相放大器（G = –1/2或–2）或同相放大器（G = 11/2或3）。通過(guò)組合這兩個(gè)放大器，可以構(gòu)建一個(gè)可變?cè)鲆鏋?/4、1/2、1、2、3、4和6的增益模塊。該電路采用單電源和雙電源供電，最大電源電流僅為5 mA。

雖然這種電路可以分立構(gòu)建，但包括芯片上的電阻器為電路板設(shè)計(jì)人員提供了優(yōu)勢(shì)，包括更好的直流規(guī)格、更好的交流規(guī)格和更低的生產(chǎn)成本。內(nèi)部電阻器經(jīng)過(guò)精確激光調(diào)整和緊密匹配。該IC的規(guī)格取決于電阻匹配，如增益漂移、共模抑制和增益精度，優(yōu)于任何使用標(biāo)準(zhǔn)分立電阻的放大器設(shè)計(jì)。該集成還縮短了電路板構(gòu)建時(shí)間和可靠性。

正負(fù)輸入端子故意不接地。將這些節(jié)點(diǎn)保持在內(nèi)部意味著它們的電容遠(yuǎn)低于分立設(shè)計(jì)中的電容。這些節(jié)點(diǎn)的電容越低，意味著環(huán)路穩(wěn)定性越好，共模抑制性能也隨頻率越好。

該電路具有從±2.5 V（5 V單電源）到±18 V（36 V單電源）的寬電源電壓范圍，非常適合測(cè)量大型工業(yè)信號(hào)。此外，該器件的電阻分壓器架構(gòu) 允許它測(cè)量超出電源的電壓。

圖2.精密增益模塊連接以提供 1/2 和 1/4 的電壓增益。

圖2所示的配套AD8273電路配置提供了一個(gè)增益為1/2或1/4的衰減器。增益模塊本身包括兩個(gè)內(nèi)部差動(dòng)放大器，每個(gè)放大器的增益為0.5。因此，輸出電壓在V外1，提供 1/2 和 V 的精確增益外2，提供 1/4 的精確增益。

所有電阻均位于增益模塊內(nèi)部，因此精度和漂移都非常出色。通常，這些電路的增益精度優(yōu)于0.1%，增益溫度系數(shù)低于5 ppm/°C。 由于電路集成在一個(gè)芯片中，而不是放置在PCB上的多個(gè)分立元件中，因此可以更快，更有效地構(gòu)建電路板。

總之，很容易看出，與分立放大器設(shè)計(jì)相比，使用帶有集成放大器和內(nèi)部增益設(shè)置電阻的增益模塊具有許多優(yōu)勢(shì)。許多芯片上帶有電阻的IC可以連接以獲得廣泛的選擇。此外，與分立式設(shè)計(jì)相比，使用片內(nèi)電阻器為設(shè)計(jì)人員提供了多項(xiàng)性能優(yōu)勢(shì)，因?yàn)?a target="_blank">運(yùn)算放大器電路的大部分直流性能取決于周?chē)娮璧木?。?nèi)部電阻經(jīng)過(guò)激光調(diào)整和匹配精度測(cè)試。因此，該 IC 滿(mǎn)足許多高規(guī)格，例如增益漂移、共模抑制和增益誤差。憑借其節(jié)省空間的封裝，它減少了PCB面積。總之，單芯片增益模塊簡(jiǎn)化了布局，降低了成本，并自動(dòng)提高了系統(tǒng)性能。

審核編輯：郭婷