精密儀表放大器INA326/327及其應用

2020-12-07 電子產品世界

　　摘要：INA326/327是TI公司生產的精密儀表放大器。它採用獨特的拓撲結構，可實現電源正負限輸入/輸出，非常適用於單電源、低功耗和精密測量的應用場合。文中介紹了INA326/327的內部結構和主要性能指標，同時給出其典型的應用電路。

    關鍵詞：儀表放大器 電源正負限 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限輸入/輸出儀表放大器。它的主要特點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範圍。其共模輸入電壓範圍為：（V-）-20mV～(V+)+100mV，並可保持良好的線性。由於INA326/327帶有預調整電阻網絡，因此無需提供精密匹配電阻，這樣在實現高共模抑制（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置，而且工作性能穩定，因此可廣泛應用於醫療儀器設備、傳感放大器、多路數據採集系統以及大範圍測量等方面。

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

2 電路原理及參數

2.1 內部結構及原理

　　INA326的基本構成是3個運算放大器和4個電流鏡。INA326/327可將輸出電壓信號轉換為電流信號並進行處理，因而可有效抑制共模輸入電壓，且不需要精密匹配的電阻。該晶片的內部結構原理模框圖如圖2所示，由圖可見：同相輸入端VIN+與反相輸入端VIN-可分別通過運算放大器A1、A2作用於R1，來自A1輸出級的流過R1電流的IR1和複製自A1的鏡像電流與A2輸出級匯合後，由於電流鏡作用將在腳5流出（或輸入）電流為2IR1，因此，其電壓增益為：

　　G=2R2/R1

　　由於內部電源泵可分A1、A2及相關電源提供所需電壓，且其值可超過電源正負限。因此，加在其兩端的電壓可達到-20mV～+100mV。A3是電壓的緩衝輸出裝置，其輸入級亦由電源泵供給。

2.2 增益設置電阻

　　由內部結構可知，INA326是一個2級放大器，每級的增益分別由R1、R2設置，總增益G=2R2/R1。外接電阻R1、R2除對增益起決定性作用外，也直接影響到穩定性及溫度漂移，因此要求精度較高時，應採用低溫度係數的精密電阻。另外，連接R1、R2的布線及插座電阻也會產生增益誤差，所以，在精度要求較高時，不能採用插座，要直接焊接，同時應盡減少腳1與腳8的雜散電容，而且應將腳4與腳7直接用電容相連接。外接電阻在+5V單電源

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