4 滤去高频共模信号
所有的仪表放大器都能校正高频中超出频带的信号,一旦校正,这些信号就变成直流失调误差出现在输出端。图9的电路提供了一个很好的RFI抑制,在仪表放大器的通频带内不会降低性能。电阻R1和电容C1（同样R2和C2）组成一个低通RC滤波器,- 3dB带宽F=1/（2πR1C1）,代入元件值,这个滤波器有大约40kHz的- 3dB带宽。电阻R1和R2要选择足够大,使电路输入与电容分离,但不能大到增加电路噪声的程度,为维持放大器通频带的共模抑制,电容C1和C2必须是± 5%乃至更好的元件,或经测试能提供很好匹配的低成本元件。
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维持低频时的共模抑制,电容器C3是必需的。R1、R2和C1、C2构成桥电路,桥电路的输出与仪表放大器的输入相接。C1,C2的任何失配都会导致桥电路失衡并减小共模抑制。C3确保任何RF信号为共模信号（极性幅值相同地出现在仪表放大器的两个输入端）,并且不会差分输入。第二级低通网络（R1+R2和C3）的- 3dB带宽为1/[2π（R2+R1）C3],将C3=0.047m F代入,此电路－3dB信号带宽约为400Hz。典型的直流偏移（整个频率范围内）小于1.5m V,电路对RF信号的抑制大于71dB。通过减小R1、R2至2.2 kΩ,电路的- 3dB信号带宽可以增至900Hz。 除了在仪表放大器之前的电路必须驱动一个抵阻抗负载外,性能与使用4kΩ时相似。 图9的电路可用一个PCB板来建立,元件引线必须尽可能短,电阻R1,R2可为1%金属膜电阻,而电容C1、C2必须为±5%容差元件,以避免降低电路的共模抑制。推荐用5%银云母片电容或松下公司的±2%PPS膜电容。 |
图9 通常模式和共模抑制RF干扰的衰减电路
图6 AD623采用典型三运放仪表放大器的结构。通过给两个输入端上偏0.6V电压,即使在极低共模电压下也可单电源工作。
图7 AD623的输入级电平偏置非常适用于单电源低共模应用。温度范围为- 200～+200℃,J型热电偶的电压范围从- 7.890～10.777mV。91.9的增益使仪表放大器的输出电压范围为1至3V（即2V±1V）,输出端与单电源供电的AD7776A/D转换器相接。
，单电源仪表放大器电路图图8 一个集成二运放仪表放大器AD627,也采用Vbe电平偏置以便低输入共模电压在单电源下工作。
图4 可编程增益的四个电阻间0.1%的失配决定二运放仪表放大器低频时的CMRR。两个运放间闭环增益的差异会导致整个频段CMRR的降低。在180Hz时,200mV的电网谐波会在运放输出端产生800μV的电压。
图5 三运放仪表放大器的结构,R1,R2,R3,R4之间0.1%的失配会导致最坏情况下CMRR为60dB（增益为1）。漂移失配使CMRR降低加剧。
图3 二运放仪表放大器的输入共模范围随差模增益降低 而降低（不可能得到单位增益）。电阻的不匹配决定直流和低频时的CMRR,而高频CMRR取决于通过A1的Vin- 的相移。
