精密儀表放大器INA326/327及其應(yīng)用

　　摘要：INA326/327是TI公司生產(chǎn)的精密儀表放大器。它采用獨(dú)特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電源正負(fù)限輸入/輸出，非常適用于單電源、低功耗和精密測量的應(yīng)用場合。文中介紹了INA326/327的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要性能指標(biāo)，同時給出其典型的應(yīng)用電路。

    關(guān)鍵詞：儀表放大器 電源正負(fù)限 INA326/327

1 概述

　　INA326/327是美國德州儀器公司推出的精密電源正負(fù)限輸入/輸出儀表放大器。它的主要特點(diǎn)是輸入或輸出接近電源電壓，因此能夠提高輸入和輸出的動態(tài)范圍。其共模輸入電壓范圍為：（V-）-20mV～(V+)+100mV，并可保持良好的線性。由于INA326/327帶有預(yù)調(diào)整電阻網(wǎng)絡(luò)，因此無需提供精密匹配電阻，這樣在實(shí)現(xiàn)高共模抑制（其CMR的典型值為114dB）的同時，很大地方便了用戶。另外，INA326/327的增益可通過與輸入信號隔離的外部增益電阻來設(shè)置，而且工作性能穩(wěn)定，因此可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療儀器設(shè)備、傳感放大器、多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及大范圍測量等方面。

　　INA326采用8腳MSOP封裝，INA327采用10腳MSOP封裝，其中腳6（使能端）為高電平有效（電平電壓VH應(yīng)大于1.6V）。其引腳圖見圖1所示。

2 電路原理及參數(shù)

2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理

　　INA326的基本構(gòu)成是3個運(yùn)算放大器和4個電流鏡。INA326/327可將輸出電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號并進(jìn)行處理，因而可有效抑制共模輸入電壓，且不需要精密匹配的電阻。該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理?？驁D如圖2所示，由圖可見：同相輸入端VIN+與反相輸入端VIN-可分別通過運(yùn)算放大器A1、A2作用于R1，來自A1輸出級的流過R1電流的IR1和復(fù)制自A1的鏡像電流與A2輸出級匯合后，由于電流鏡作用將在腳5流出（或輸入）電流為2IR1，因此，其電壓增益為：

　　G=2R2/R1

　　由于內(nèi)部電源泵可分A1、A2及相關(guān)電源提供所需電壓，且其值可超過電源正負(fù)限。因此，加在其兩端的電壓可達(dá)到-20mV～+100mV。A3是電壓的緩沖輸出裝置，其輸入級亦由電源泵供給。

2.2 增益設(shè)置電阻

　　由內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，INA326是一個2級放大器，每級的增益分別由R1、R2設(shè)置，總增益G=2R2/R1。外接電阻R1、R2除對增益起決定性作用外，也直接影響到穩(wěn)定性及溫度漂移，因此要求精度較高時，應(yīng)采用低溫度系數(shù)的精密電阻。另外，連接R1、R2的布線及插座電阻也會產(chǎn)生增益誤差，所以，在精度要求較高時，不能采用插座，要直接焊接，同時應(yīng)盡減少腳1與腳8的雜散電容，而且應(yīng)將腳4與腳7直接用電容相連接。外接電阻在+5V單電源