Инструментальный усилитель с коэффициентом усиления два без внешних резисторов

Инструментальный усилитель обеспечивает точный коэффициент усиления без резисторов обратной связи и при любом значении коэффициента усиления имеет высокие входные сопротивления неинвертирующего и инвертирующего входов. В типичной микросхеме инструментального усилителя общее усиление схемы определяет один резистор, подключенный к двум выводам установки усиления. Интегральные версии большинства инструментальных усилителей для единичного усиления позволяют оставлять выводы неподключенными, но требуют резистора установки усиления с конечным сопротивлением для усиления, превышающего единицу. Хотя этот резистор может представлять собой крошечное устройство для поверхностного монтажа, его электроды и внутренний резистивный слой расширяют проводящую поверхность, подключенную к выводам установки усиления микросхемы. Расширенная поверхность действует как антенна и, таким образом, делает усилитель более восприимчивым к внешним электромагнитным полям.

На Рисунке 1 показана схема инструментального усилителя, который обеспечивает усиление в два раза без использования внешних резисторов. Схема содержит каскад несимметричного усилителя с дифференциальным выходом, образованный двумя каналами микросхемы IC₁, инструментальный усилитель AD8222 и дифференциальный усилитель, состоящий из одной половины IC₂ – второй микросхемы AD8222. Все три секции инструментального усилителя в схеме сами по себе обеспечивают усиление, равное единице. Поскольку сигналы дифференциальных выходов первого каскада имеют противоположные знаки, их разность в два раза превышает разность входных сигналов.

Рисунок 1.	Этот композитный инструментальный усилитель, созданный на основе двух двухсекционных микросхем инструментальных усилителей, обеспечивает коэффициент усиления два с погрешностью менее 0.06% и не требует резисторов установки усиления.

Ошибка усиления схемы в худшем случае не превышает значения δ₂ = 3δ₁, где при усилении, равном единице, δ₁ представляет собой максимальную ошибку усиления одной секции AD8222. Для микросхем группы B значение δ₂ рассчитывается как δ₂ ≤ 0.06% (см. техническое описание AD8222). Как правило, δ₂ редко достигает своего максимального значения. При разумных предположениях, что ошибки усиления всех трех усилителей независимы и подчиняются распределению Гаусса, вероятность появления δ₂ = 3δ₁ равна примерно 1/20 вероятности обнаружения одного усилителя с максимальной погрешностью усиления δ₁.

Материалы по теме

1. Datasheet Analog Devices AD8222