Texas Instrument PGA855可编程增益仪表放大器是一款具有全差分输出的高带宽可编程增益仪表放大器。PGA855有八个二进制增益设置，衰减增益范围为0.125V/V到16V/V，使用三个数字增益选择引脚。输出共模电压可使用VOCM引脚独立设置。

数据手册：*附件：Texas Instruments PGA855可编程增益仪表放大器数据手册.pdf

Texas InstrumentsPGA855架构经过优化，可驱动采样率高达1MSPS的高分辨率、精密模数转换器 (ADC) 的输入，而无需额外的ADC驱动器。输出级电源 (LVSS/LVDD) 与输入级解耦。这些器件可以连接到ADC的电源，以保护ADC或下游器件免受过驱动损坏。

Super-β输入晶体管提供极低的输入偏置电流，提供0.3pA/√Hz的极低输入电流噪声密度，这使PGA855成为几乎任何传感器类型的多功能选择。低噪声电流反馈前端架构即使在高频下也能提供出色的增益平坦度，使PGA855成为出色的高阻抗传感器读出设备。输入引脚上的集成保护电路可处理超出电源电压达±40V的过压。

特性

• 八个引脚可编程二进制增益
  • G (V/V) = ⅛、¼、½、1、2、4、8和16
• 在G = 1V/V时可达1ppm/°C（最大值）的低增益误差漂移
• 全差分输出
  • 独立的输出电源引脚可实现ADC输入过驱动保护
  • 输出共模控制
• 更快的信号处理
  • 所有增益均具有10MHz的宽带宽
  • 35V/μs的高转换速率
  • 稳定时间为500ns到0.01%，950ns到0.0015%
  • 在G = 16V/V时的输入级噪声为7.8nV/√Hz
  • 滤波器选项以实现更好的SNR
• ±40V超出电源电压的输入过压保护
• 输入级电源范围
  • 单电源：8V到36V
  • 双电源：±4V至±18V
• 输出级电源范围
  • 单电源：4.5V到36V
  • 双电源：±2.25V至±18V
• 指定温度范围：-40°C至+125°C
• 3mm × 3mm VQFN小封装

简化应用

PGA855可编程增益仪表放大器技术解析与应用指南

一、产品核心特性

PGA855是德州仪器(TI)推出的高性能可编程增益仪表放大器，具有以下突出特点：

• ‌宽增益范围‌：支持八种二进制可编程增益（0.125V/V至16V/V）
• ‌超低噪声‌：输入级噪声密度7.8nV/√Hz（G=16V/V时）
• ‌宽带宽‌：全增益范围内10MHz带宽
• ‌全差分输出‌：独立输出级电源引脚支持ADC过压保护
• ‌高精度‌：增益误差±0.02%（G=1V/V时）
• ‌宽电源范围‌：输入级支持±4V至±18V，输出级支持±2.25V至±18V

二、关键技术创新

1. 智能增益架构

![功能框图]
(展示PGA855内部功能模块连接关系)

‌核心组件‌：

• ‌电流反馈前端‌：采用超β输入晶体管，输入偏置电流仅0.5nA(典型值)
• ‌精密增益网络‌：匹配精度达0.01%的电阻网络
• ‌全差分输出级‌：集成5kΩ反馈电阻，支持外部电容滤波
• ‌OVP保护‌：输入支持±40V过压保护

2. 多模式增益配置

‌增益选择逻辑‌：

A2	A1	A0	增益(V/V)
0	0	0	0.125
0	0	1	0.25
0	1	0	0.5
0	1	1	1
1	0	0	2
1	0	1	4
1	1	0	8
1	1	1	16

3. 输出级设计特性

‌电气参数‌：

参数	条件	典型值	单位
建立时间	0.01%精度	500ns	ns
压摆率	VOUT>5V	35	V/μs
THD+N	f=10kHz	-110	dB
输出摆幅	RL=10kΩ	VLVSS+0.4V至VLVDD-0.4V	V

三、典型应用设计

1. 高精度ADC驱动方案

‌电路配置要点‌：

1. 输出级电源(LVDD/LVSS)连接ADC电源实现过压保护
2. VOCM引脚设置ADC要求的共模电压(典型2.5V)
3. 反馈电容(CFB)并联内部5kΩ电阻实现噪声滤波
4. 推荐使用COG(NPO)陶瓷电容保证信号完整性

‌布局建议‌：

• 输入走线对称布置，阻抗匹配
• 敏感信号远离电源/输出走线
• 热焊盘必须焊接至PCB铜箔

2. 传感器信号调理方案

‌设计案例‌：

• 输入范围：±10V（双电源模式）
• 增益选择：根据传感器输出动态范围配置
• 滤波设计：f-3dB=1MHz(CFB=25pF)
• 共模抑制：＞120dB（G=1V/V时）

四、性能优化指南

1. 精度提升措施

• 使用外部基准时确保VREF
• 增益选择考虑输入信号动态范围
• 启用内部参考时等待5ms稳定时间

2. 噪声抑制方法

• 反馈引脚配置滤波电容
• 采用差分RC输入滤波器（推荐CIN_DIFF=10×CIN_CM）
• 敏感信号采用包地处理

3. 热管理建议

• θJA=47.3°C/W（带散热焊盘）
• 持续满负荷工作需评估温升
• 建议使用2oz铜厚PCB

五、选型对比

型号	增益范围	带宽	噪声	封装
PGA855	0.125-16V/V	10MHz	7.8nV/√Hz	3mm×3mm VQFN
INA849	由RG设置	8MHz	1nV/√Hz	4mm×4mm VQFN
PGA280	SPI可编程	1MHz	10nV/√Hz	5mm×5mm TQFP

PGA855凭借其创新的全差分架构和宽增益范围，为工业自动化、测试测量等应用提供了高集成度的信号调理解决方案，特别适合需要长期可靠运行的高精度应用场景。