零漂移仪表放大器的传感器电路优化方案

　　这种架构由两个匹配的跨导放大器和一个高增益放大器组成。这两个匹配的放大器的gm的相同，在输入端将产生相等的差分电压，因此输出电压取决于电阻分压比Rf/Rg。输出共模电压通过REF引脚上的电压设定。由输入gm放大器实现的电压到电流转换电路天生就能抑制输入共模电压，从而使放大器具有高的直流和交流CMRR。

　　即使输入共模电压等于负电源电压轨，间接电流反馈IA架构也能实现满幅输出电压，因此这种间接电流反馈IA的工作范围要比三运放IA架构宽得多。美信集成产品公司（Maxim）的MAX4460/1/2和MAX4208/9便是这类IA产品。

　　偏移抵消技术：跟随漂移？

　　IA的两个重要指标是粉色噪声（也称为1/f或闪烁噪声）和输入偏移电压及其相对温度和时间的漂移。1/f噪声是一种低频现象，许多用于实现“零漂移”和输入偏移电压抵消的电路技术同样能消除1/f噪声。这些技术包括采样放大器、自动调零放大器、斩波放大器、斩波-稳定放大器以及斩波-斩波-稳定放大器（如MAX4208）。

　　IA产品的操作系统都将针对个别产品来设计，不仅可使产品的系统简单化，亦可节省设计的研发成本，及降低产品的耗电性。为了让Internet走入生活，将PC中数字技术嵌入日常生活家电中就成为首要的方案，由于IA属于消费电子产品，而消费者对此种产品的停电或者当机的容忍度相当的低，因此IA产品的操作系统首重可靠度。

　　IA产品未来将逐渐取代传统家电器材，因此一个家庭将拥有多个IA产品，而到时这些IA产品都必须相互连接，才能发挥综效，因此未来则必将形成家庭网络。另外，由于IA产品的种类功能多元化，必须搭配相关的电子商务使用，所以IA与ISP、ICP业者合作成为一种必然的趋势，与其合作也对开拓市场则有加乘的效果，而未来信息家电皆采用嵌入式操作系统，因此预设的门户网站可能就是设备的提供者。[

　　应用实例

　　下面介绍两种IA应用，一种是比例桥电路，另一种是低边电流检测放大器。

　　1.比例桥

　　比例桥是标准桥测量系统的一个变种，它能提供同样高的精度，但成本更低。成本低的原因是比例桥不需要用高精度的参考源驱动桥和ADC参考输入，一个“自由”但相对精度不高的高ppm/℃参考信号源就可以同时驱动桥和ADC。

　　众所周知，即使具有“轨到轨”输出的运放在驱动其输出到数百毫伏的任一电压轨时也很难保持最大精度。因此，对具有高动态范围和单极信号输入的放大器来说，有必要将输出偏置在大于地电平约250mV左右。这种偏置电压需要驱动电阻链的一端，因此必须加入低输出阻抗的缓冲器进行驱动，以免引入不必要的增益误差。为尽量减小输出误差，这种单位增益运放缓冲器也应具有低直流偏移和低漂移特性。

　　MAX4208仪表放大器在小型μMAX封装内集成了一个高精度的零漂移运放缓冲器和一个2gm的间接电流反馈IA，其中的缓冲器允许用一个简单的外接电阻分压器建立稳定、与ADC参考电压成比例关系的偏置参考电压。IA内部的斩波-斩波-稳定架构可以同时消除主（前向）和反馈通道中运放缓冲器和放大器的粉色噪声效应。此外，MAX4208还具有对功率敏感应用非常有用的断电模式。

　　2.完美的电流检测

　　如今的便携式电子设备对有效功率管理的需求越来越大，这重新引起了人们对电流检测放大器的兴趣。地电平检测IA可以用作存储器模块或微处理器的内核电压路径中的高边电流检测放大器（图4），也可以用作H桥功率电子转换器反馈路径中的低边电流检测放大器。

　　计算机硬件的内核电压可能在0.9到1.5V范围内变化，因此这种很小的检测电压必须在很低且不断变化的共模电压环境下测量。诸如MAX4208这样具有低VOS、高CMRR且架构针对单电源应用专门优化过的IA就非常适合这种应用场合。

为检测计算机应用中的大电流，可以将地电平检测IA用作内核电压路径中的高边电流检测放大器。

　　这些应用中的电流特别高，因此检测电压必须非常小才能避免在检测电阻上产生过多的功率损失。通常，这个检测电阻可能是电源电感本身的ESR。为精确读取这个很小的检测电压，输入偏移电压与将被高精度放大的最小检测电压相比必须非常小。