【圖】精密儀表放大器INA118中文資料
(2024/1/26 18:00:00)
精密儀表放大器INA118中文資料
INA118中文資料
3.電氣參數
INA118的主要參數如下：
●最大偏移電壓：50μV；
●最大溫漂：0.5μV/℃；
●最大輸入基極電流：5nA；
●最小共模抑制比：110dB；
●輸入過壓保護電壓：±40V；
●電源電壓：±1.35V～±18V；
●潰散電流：350μA；
●帶寬：單位增益時為800kHz；
●穩定時間：單位增益時為25μs；
●過載恢復時間：20μs；
●工作溫度范圍：－40℃～85℃；
●封裝形式：8腳DIP或SO。
4.工作原理
INA118由于內含輸入保護電路，因此，如果輸入過載，保護電路將把輸入電流限制在1.5到5mA的安全范圍內，以保證后續電路的安全。此外，輸入保護電路還能在無電源供電的情況下對INA118提供保護。其差分輸入電壓由晶體管Q1和Q2緩沖之后送入芯片內部進行放大處理。
INA118通過在腳1和腳8之間外接一電阻Rg來實現不同的增益，該增益可從1到1000不等。電阻Rg的大小可由下式決定：
Rg=50kΩ/(G－1)
式中：G為增益
由于Rg的穩定性和溫度漂移對增益有影響，因此，在那些需要獲得高精度增益的應用中對Rg的要求也比較高，應采用高精度、低噪聲的金屬膜電阻。此外，高增益的電路設計中的Rg值較小，如G=100時的Rg值為1.02kΩ；G=1000時的Rg值為50.5Ω。因此，在高增益時的接線電阻不能忽略，由于它的存在，實際增益可能會有較大的偏差，因而，計算得到的Rg值需要修正。修正的具體方法是用一個可調電位器替代Rg，調節電位器使得輸出電壓與輸入電壓的比值達到設計所要求的增益值。
另外INA118具有很低的偏移電壓和偏移電流，但是在很多應用場合中要求外部偏移電壓和偏移電流為零，所以必須外加如圖3所示的偏移調零電路。
INA118中文資料
摘要：INA118是美國B－B公司生產的精密儀表放大器，它在內部集成了輸入保護電路，其增益可由外部可調增益電阻Rg進行調節。本文介紹了INA118的原理、特性及應用電路。
關鍵詞：共模抑制；頻帶寬度；增益；軌至軌；INA118
1.概述
INA118是美國B－B公司生產的精密儀表放大器系列中的一種，它具有精度高、功耗低、共模抑制比高和工作頻帶寬等優點，適合對各種微小信號進行放大。INA118獨特的電流反饋結構使得它在較高的增益下也能保持很高的頻帶寬度(G=100時帶寬為70kHz)。
INA118由三個運算放大器組成差分放大結構，其內部電路如圖1所示。內置輸入過壓保護，且可通過外置不同大小的電阻實現不同的增益(從1到1000)，因而應用范圍很廣。
圖1 INA118內部結構圖
2.引腳圖及引腳功能
INA118的引腳排列如圖2所示。各引腳的功能說明如表1所列。
圖2 INA118引腳圖
引 腳
| 符 號
| 功 能
|
3、2
| IN+、IN-
| 輸入信號正、負引腳
|
1、8
| Rg1、Rg8
| Rg1和Rg8用來外接增益電阻Rg
|
4、7
| V+、V-
| 芯片正、負電源輸入引腳（±1.35V到±18V）
|
5
| Ref
| 放大器輸入參考引腳
|
6
| VO
| 放大器輸出引腳
|
3.電氣參數
INA118的主要參數如下：
●最大偏移電壓：50μV；
●最大溫漂：0.5μV/℃；
●最大輸入基極電流：5nA；
●最小共模抑制比：110dB；
●輸入過壓保護電壓：±40V；
●電源電壓：±1.35V～±18V；
●潰散電流：350μA；
●帶寬：單位增益時為800kHz；
●穩定時間：單位增益時為25μs；
●過載恢復時間：20μs；
●工作溫度范圍：－40℃～85℃；
●封裝形式：8腳DIP或SO。
4.工作原理
INA118由于內含輸入保護電路，因此，如果輸入過載，保護電路將把輸入電流限制在1.5到5mA的安全范圍內，以保證后續電路的安全。此外，輸入保護電路還能在無電源供電的情況下對INA118提供保護。其差分輸入電壓由晶體管Q1和Q2緩沖之后送入芯片內部進行放大處理。
INA118通過在腳1和腳8之間外接一電阻Rg來實現不同的增益，該增益可從1到1000不等。電阻Rg的大小可由下式決定：
Rg=50kΩ/(G－1)
式中：G為增益
由于Rg的穩定性和溫度漂移對增益有影響，因此，在那些需要獲得高精度增益的應用中對Rg的要求也比較高，應采用高精度、低噪聲的金屬膜電阻。此外，高增益的電路設計中的Rg值較小，如G=100時的Rg值為1.02kΩ；G=1000時的Rg值為50.5Ω。因此，在高增益時的接線電阻不能忽略，由于它的存在，實際增益可能會有較大的偏差，因而，計算得到的Rg值需要修正。修正的具體方法是用一個可調電位器替代Rg，調節電位器使得輸出電壓與輸入電壓的比值達到設計所要求的增益值。
另外INA118具有很低的偏移電壓和偏移電流，但是在很多應用場合中要求外部偏移電壓和偏移電流為零，所以必須外加如圖3所示的偏移調零電路。
圖3 INA118偏移調零電路圖
5.注意事項
為了更好的使用INA118，使用時應注意以下幾點：
●Ref引腳應接地或對地串接一個阻值很低的電阻，以獲得很好的共模抑制比。
●基極偏置電流回路是INA118正常的關鍵。正常情況下基極偏置電流大概在±5nA左右。圖4所示是三種不同應用場合的基極偏置電流回路的接法。根據不同情況，采用這些電路可使輸入回路處于平衡狀態。
●共模輸入電壓應該嚴格地限制在正電源電壓以下0.6V和負電源電壓以下1V之間，如果共模輸入電壓超出這個范圍，那么差分放大器的輸出電壓將接近于零。
圖4 INA118基極偏置電流回路的接法
6.INA118應用電路圖
在工業現場，設計人員需要把不同頻率、不同大小的脈沖信號通過放大和整形，再由光耦隔離電路將信號送往數字電路進行處理。由于現場存在各種干擾，尤其是共模干擾比較嚴重，所以普通單端運算放大器無法對信號進行準確的放大。而INA118作為精度高、頻帶寬、共模抑制比高的新型儀表放大器很適合用來完成信號放大的任務。圖5是筆者曾經設計的一個用來對0.05V～10V(0.5Hz～15kHz)的脈沖進行放大、整形的實際電路。
它由二極管限壓輸入電路、INA118差分放大電路和LM324滯環比較電路組成。實踐證明，INA118不僅在很寬的頻帶范圍內能很好的工作，而且具有很高的抗干擾能力，是一種使用非常方便的儀表放大器。
圖5 ina118脈沖信號差分放大器電路圖
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