目前所有市售的三运放仪表放大器(in-amp)仅提供了单端输出，而差分输出的仪表放大器可使许多应用从中受益。全差分仪表放大器具有其他单端输出放大器所没有的优势，它具有很强的共模噪声源抗干扰性，可减少二次谐波失真并提高信噪比，还可提供一种与现代差分输入ADC连接的简单方式。
差分输入/输出低功耗仪表放大器是一种高级的电子元件，主要应用于需要高精度、低噪声和低功耗的场合。传统的三运放仪表放大器通常只提供单端输出，而差分输出的设计则引入了一系列显著优势。本文将探讨全差分仪表放大器的特点、优势以及实际应用中的实现方式。
全差分仪表放大器的最大亮点在于其卓越的共模噪声源抗干扰能力。共模噪声是信号中与信号平均值相同的部分，它可能源自电源波动、环境电磁干扰等。差分输出设计可以极大地降低这类噪声对系统性能的影响，因为它能够区分并消除共同作用于两个输入端的噪声，从而提高信噪比(SNR)。这在噪声敏感的应用中尤为重要，比如医疗设备、高精度测量仪器和工业自动化系统。
除了抗干扰性，全差分放大器还减少了二次谐波失真。二次谐波失真是由于非线性特性导致原始信号频率的整数倍出现的失真。全差分设计通过更精确地控制信号路径，能够降低这种失真，提高信号质量。这对于音频处理、通信系统以及任何需要高质量信号传输的场合都是关键的。
另一个显著优势是其与现代差分输入ADC（模拟到数字转换器）的无缝连接。差分输入ADC能够同时接收两个输入信号，并比较它们的差值，这与差分输出放大器的输出相匹配，简化了系统设计，降低了外部电路的复杂性，提高了整体系统的稳定性和精度。
图1展示了一个低功耗全差分仪表放大器的实现方案，采用OP2177精密低功耗双运算放大器和AD8476全差分放大器/ADC驱动器组合。OP2177作为前置放大器，其与RF1、RF2和RG电阻的组合设定电压增益。AD8476则作为一个减法器，抑制共模信号，只传输差模信号，其共模抑制比(CMRR)达到90dB，确保了优秀的共模噪声抑制。通过调整增益和选择合适的电阻，可以校准放大器的增益精度，而不影响CMRR。
AD8476的差分输出设计使得它可以直接驱动高速差分输入ADC，例如采样率为500kSa/s的ADC，无需额外的驱动电路。此外，通过RZ-CZ网络形成的单极点低通滤波器可以作为抗混叠滤波器，防止高频噪声在ADC转换过程中引起的问题。VOCM引脚用于设置输出共模电压，根据需要适应不同的ADC输入要求。
差分输入/输出低功耗仪表放大器是一种高效能的解决方案，尤其适用于需要高精度、低噪声和低功耗的系统。这种设计不仅提高了信号质量，简化了系统集成，还降低了对外部噪声的敏感度，为各种复杂应用提供了可靠的基础。
