仪表放大器(英语:instrumentation amplifier或称精密放大器简称INA),差动放大器的一种改良,具有输入缓冲器,不需要输入阻抗匹配,使放大器适用于测量以及电子仪器上,如下图1所示是仪表放大器的基本结构。
图 1 三运放差分放大电路
上面的原理图可以分解成两部分:输入级和输出级。
输入级主要充当缓冲器。输出级是差分放大器。正如我们将在下面看到的,三运放仪表放大器采用了具有几个有趣特性的巧妙架构。
高平衡的输入阻抗特性
节点 A 和 B 都连接到相应运算放大器的同相输入端。这给仪表放大器提供了高平衡的输入阻抗特性。
输入级可提供高差分增益和 CMRR
让我们首先计算输入级的增益。 负反馈连同运算放大器的高增益将迫使 A1 和 A2 的反相和同相输入具有相同的电压。因此,我们有:
可以计算通过RG,R5,R6的电流为
因此,当 R5=R6 时,差动放大器输入端的电压差为:
化简为: