单个IC增益模块提供1/4至6的精确增益

在许多应用中，通常需要增益模块来放大微弱信号或衰减大信号以匹配ADC的满量程输入范围。遗憾的是，使用分立放大器和外部电阻的典型增益模块有许多缺点，例如精度低和漂移限制。例如，使用标准的1%100 ppm/°C增益设置电阻时，高达2%的初始增益误差最多可以变化200 ppm/°C。 通常，可以使用精密电阻进行精确的增益设置，但这些电阻可能很昂贵，并且占用了大量宝贵的印刷电路板空间。此外，增益可能随温度变化，因为每个电阻的漂移不同。因此，需要一种能够提供放大或衰减而不会降低任何性能的单片放大器。

图1和图2所示的IC框图配置以更低的成本提供了更高的性能，而且它们也更小。这种集成方法对于此功能来说是最小的，并且电路不需要外部元件。

图1.精密增益模块连接以提供 3 和 6 的电压增益。

在图1中，IC为AD8273，这是一款低失真、双通道放大器，内置增益设置电阻。凭借其四个微调电阻，每个通道可配置为高性能差动放大器（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）。通过组合这两个放大器，可以构建一个可变增益为1/4、1/2、1、2、3、4和6的增益模块。该电路采用单电源和双电源供电，最大电源电流仅为5 mA。

虽然这种电路可以分立构建，但包括芯片上的电阻器为电路板设计人员提供了优势，包括更好的直流规格、更好的交流规格和更低的生产成本。内部电阻器经过精确激光调整和紧密匹配。该IC的规格取决于电阻匹配，如增益漂移、共模抑制和增益精度，优于任何使用标准分立电阻的放大器设计。该集成还缩短了电路板构建时间和可靠性。

正负输入端子故意不接地。将这些节点保持在内部意味着它们的电容远低于分立设计中的电容。这些节点的电容越低，意味着环路稳定性越好，共模抑制性能也随频率越好。

该电路具有从±2.5 V（5 V单电源）到±18 V（36 V单电源）的宽电源电压范围，非常适合测量大型工业信号。此外，该器件的电阻分压器架构 允许它测量超出电源的电压。

图2.精密增益模块连接以提供 1/2 和 1/4 的电压增益。

图2所示的配套AD8273电路配置提供了一个增益为1/2或1/4的衰减器。增益模块本身包括两个内部差动放大器，每个放大器的增益为0.5。因此，输出电压在V外1，提供 1/2 和 V 的精确增益外2，提供 1/4 的精确增益。

所有电阻均位于增益模块内部，因此精度和漂移都非常出色。通常，这些电路的增益精度优于0.1%，增益温度系数低于5 ppm/°C。 由于电路集成在一个芯片中，而不是放置在PCB上的多个分立元件中，因此可以更快，更有效地构建电路板。

总之，很容易看出，与分立放大器设计相比，使用带有集成放大器和内部增益设置电阻的增益模块具有许多优势。许多芯片上带有电阻的IC可以连接以获得广泛的选择。此外，与分立式设计相比，使用片内电阻器为设计人员提供了多项性能优势，因为运算放大器电路的大部分直流性能取决于周围电阻的精度。内部电阻经过激光调整和匹配精度测试。因此，该 IC 满足许多高规格，例如增益漂移、共模抑制和增益误差。凭借其节省空间的封装，它减少了PCB面积。总之，单芯片增益模块简化了布局，降低了成本，并自动提高了系统性能。

审核编辑：郭婷