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?经典的四电阻差动放大器如图1所示,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。
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