电阻的放大器与分立差动放大器有什么区别

经典的分立差动放大器设计非常简单。一个运算放大器和四电阻网络有何复杂之处？

但是，这种电路的性能可能不像设计人员想要的那么好。本文从实际生产设计出发，讨论了与分立电阻相关的一些缺点，包括增益精度、增益漂移、交流共模抑制(CMR)和失调漂移等方面。

经典的四电阻差动放大器如图1所示。

图1. 经典分立差动放大器

该放大器电路的传递函数为：

若R1 = R3且R2 = R4，则公式1简化为：

这种简化有助于快速估算预期信号，但这些电阻绝不会完全相等。此外，电阻通常有低精度和高温度系数的缺点，这会给电路带来重大误差。

例如，使用良好的运算放大器和标准的1%、100ppm/°C增益设置电阻，初始增益误差最高可达2%，温度漂移可达200ppm/°C。为解决这个问题，一种解决方案是使用单片电阻网络实现精密增益设置，但这种结构很庞大且昂贵。除了低精度和显著的温度漂移之外，大多数分立差动运算放大器电路的CMR也较差，并且输入电压范围小于电源电压。此外，单片仪表放大器会有增益漂移，因为前置放大器的内部电阻网络与接入RG引脚的外部增 益设置电阻不匹配。

解决所有这些问题的最佳办法是使用带内部增益设置电阻的差动放大器，例如AD8271。通常，这些产品由高精度、低失真运算放大器和多个微调电阻组成。通过连接这些电阻可以创建各种各样的放大器电路，包括差动、同相和反相配置。芯片上的电阻可以并联连接以提供更广泛的选项。相比于分立设计，使用片内电阻可为设计人员带来多项优势。

图2. 增益误差与温度的关系——AD8271与分立解决方案比较

交流性能

在电路尺寸方面，集成电路比印刷电路板(PCB)小得多，因此相应的寄生参数也较小，对交流性能有利。例如，AD8271运算放大器的正负输入端有意不提供输出引脚。这些节点不连接到PCB上的走线，电容保持较低，从而提高环路稳定性并优化整个频率范围内的共模抑制。性能比较参见图3。

图3. CMRR与频率的关系——AD8271与分立解决方案CMRR比较

差动放大器的一项重要功能是抑制两路输入的共模信号。