LT1920：单电阻增益可编程精密仪表放大器的卓越之选

在电子工程师的设计世界里，一款性能出色的仪表放大器能为项目带来极大的便利和提升。今天我们就来深入探讨Linear Technology公司的LT1920单电阻增益可编程精密仪表放大器。

文件下载：LT1920.pdf

一、LT1920的特性亮点

1. 增益设置灵活

仅需一个外部电阻，就能轻松设置1到10,000的增益范围，这为工程师在不同应用场景下调整增益提供了极大的便利。例如在一些需要不同放大倍数的传感器信号处理中，能快速实现增益的精准设置。

2. 高精度表现

• 增益误差小：在增益G = 10时，最大增益误差仅为0.3%，确保了信号放大的准确性。
• 增益非线性低：G = 10时，最大增益非线性为30ppm，保证了放大信号的线性度。

  3. 低噪声与低漂移

• 低电压噪声：在1kHz时，电压噪声低至7.5nV/√Hz，有效减少了信号中的噪声干扰。
• 低输入失调电压漂移：最大输入失调电压漂移为1µV/°C，使放大器在不同温度环境下能保持稳定的性能。

  4. 其他优异特性

• 宽电源范围：±2.3V到±18V的宽电源范围，能适应多种电源供电情况。
• 低输入偏置电流：最大输入偏置电流为2nA，可减少信号源负载效应。
• 高PSRR和CMRR：在G = 1时，PSRR最小为80dB，CMRR最小为75dB，有效抑制电源和共模干扰。

二、工作原理剖析

LT1920是改进版的三运放仪表放大器，采用激光微调与单片结构，确保了在规定温度范围内电路参数的紧密匹配和跟踪。

1. 增益设置原理

通过外部电阻RG与R1（R2）并联，决定前置放大器级的跨导。当RG减小时，输入前置放大器级的跨导增加，从而提高开环增益，减少与增益相关的输入误差和噪声。增益计算公式为(G=(R 1 + R 2) / R_{G})。

2. 输入输出失调电压

其失调电压由输出失调和输入失调两部分组成。总输入失调电压为“总输入失调 + (输出失调/G)” ，在高增益时输入失调电压占主导，低增益时输出失调电压占主导。

3. 参考端作用

参考端是差分放大器周围四个10k电阻之一的一端，输出电压以参考端电压为基准。为了获得最佳共模抑制比，参考端串联电阻必须最小化。

三、典型应用场景

1. 传感器信号放大

在桥接放大器、应变计放大器和热电偶放大器等应用中，LT1920能准确放大传感器输出的微弱信号。其低噪声和高精度特性，能有效提高传感器测量的准确性。

2. 差分转单端转换

可将差分信号转换为单端信号，满足一些单端输入设备的需求。

3. 医疗仪器

在医疗仪器中，对信号的准确性和稳定性要求极高。LT1920的低噪声、高精度和宽电源范围等特性，使其非常适合用于医疗仪器的信号处理。

四、使用注意事项

1. 输入保护

在过载情况下，LT1920能安全处理高达±20mA的输入电流。为了提高ESD抗扰度和应对更高的直流输入故障电压，可在每个输入串联一个5k的外部输入电阻。若需要更低阻值的输入电阻，可从正电源到每个输入添加一个钳位二极管。

2. RFI降低

在工业和数据采集应用中，为减少带外信号对输入失调电压的影响，可在输入端使用简单的低通滤波器。通过合理设置滤波器的时间常数，能有效抑制高频干扰。

3. 输入偏置电流返回路径

当放大纯差分信号时，必须为两个输入的偏置电流提供返回路径，否则输入会浮动到任一电源轨，导致输入级饱和。

五、与相关产品对比

与其他同类产品相比，LT1920具有独特的优势。例如与AD620相比，它是引脚和规格上的改进替代品。而LT1167则是LT1920的升级版，若需要更好的保证性能，可以考虑选择LT1167。

总之，LT1920凭借其灵活的增益设置、高精度、低噪声等特性，在众多应用场景中都能发挥出色的作用。电子工程师们在设计相关电路时，不妨考虑这款性能卓越的仪表放大器。大家在使用LT1920的过程中，有没有遇到过一些特别的问题或者有独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。