????如果問(wèn)及儀表放大器名稱的由來(lái)，似乎唯一解釋就是：其對(duì)共模信號(hào)抑制及高精度的性能恰恰適于工業(yè)儀表應(yīng)用。但不僅如此，德州儀器此次推出儀表放大器INA333的歷史，更可追溯到50多年前。

　　早在1954年，美國(guó)專利“穩(wěn)定直流放大器”就已經(jīng)擁有了斬波" title="斬波">斬波放大器的雛形，但當(dāng)時(shí)很多產(chǎn)品還只是分立器件。
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　　所謂“斬波”來(lái)源于英文chopper，是“斷路”的意思，其本質(zhì)就是開(kāi)關(guān)。而繼而發(fā)展的斬波運(yùn)算放大器脫離了傳統(tǒng)放大器結(jié)構(gòu)，將放大器數(shù)目增加到了4個(gè)，同時(shí)在其內(nèi)部有一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)，是兩相時(shí)鐘，在放大器輸入端針對(duì)不同時(shí)鐘進(jìn)行切換，這樣就消除了正端和負(fù)端的不匹配性，可以降低溫漂" title="溫漂">溫漂。從整個(gè)輸入端和輸出端來(lái)看，整體性能得到很大提高。

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　　“斬波”之后

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　　但“斬波放大器早已過(guò)時(shí)，”德州儀器高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理宋浩然對(duì)電子工程世界如是說(shuō)。那么，在斬波放大器之后，我們究竟期待著什么樣的技術(shù)？
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　　誠(chéng)然，傳統(tǒng)斬波運(yùn)算放大器提高了性能和溫漂穩(wěn)定性，但在頻率上會(huì)產(chǎn)生奇次諧波的干擾。而德州儀器此次推出的最新儀表放大器INA333正是改善了上述原因帶來(lái)的不良影響，通過(guò)使用開(kāi)關(guān)電容代替了傳統(tǒng)放大器中簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)模型，從而形成陷波濾波器。圖中藍(lán)色是濾波器曲線，因?yàn)榕c其內(nèi)部時(shí)鐘同步，其毛刺比如1倍、3倍、5倍、7倍頻率正好和陷波濾波器點(diǎn)同頻。一般在fc上噪音比較大，濾波器正好可以把這一點(diǎn)的幅度降低。藍(lán)色部分和紅色部分是相乘的關(guān)系，相乘的結(jié)果會(huì)造成諧波抑制，從輸入端口和輸出端口看，就表現(xiàn)出這些噪音沒(méi)有了。也就是說(shuō)，這種同步陷波濾波器技術(shù)在在保證溫漂變小的同時(shí)，把傳統(tǒng)放大器不利影響濾除掉了。

　　同時(shí)，在應(yīng)用過(guò)程中，同步陷波濾波器在相應(yīng)階段的射頻或者外部干擾，也會(huì)被濾波器抑制。

　　此前，德州儀器在同步陷波濾波器技術(shù)基礎(chǔ)上也開(kāi)發(fā)了幾款產(chǎn)品，如OPA333、INA210等。OPA333失調(diào)電壓" title="失調(diào)電壓">失調(diào)電壓為0.01微伏、溫漂為0.01微伏每度、帶寬為350kHz，典型靜態(tài)電流為0.025毫安，供電最低可為1.8V，非常適合為手持和電池供電。而INA210的失調(diào)電壓為35微伏、溫漂為0.5微伏每度、帶寬為14kHz、供電最低為2.7V。與前兩款產(chǎn)品不同，INA333失調(diào)電壓為25微伏、帶寬150kHz。通常2.7V供電電壓在業(yè)界已經(jīng)算比較低，但I(xiàn)NA333的供電電壓可達(dá)1.8V，且為軌對(duì)軌地輸入、輸出，據(jù)宋浩然介紹，該器件將在2008年7月發(fā)布樣片。

　　通常，德州儀器產(chǎn)品中，名稱以O(shè)PA開(kāi)頭的器件是運(yùn)算放大器，比如OPA333。而儀表放大器如INA333，其內(nèi)部實(shí)際有三個(gè)放大器，且應(yīng)用場(chǎng)合和通用放大器有一些區(qū)別：通用放大器比較靈活，輸入、輸出可以靈活使用，而儀表放大器幾乎把輸入和輸出基本確定。

　　儀表放大器是一種具有差分輸入和相對(duì)參考端單端輸出的閉環(huán)增益單元。大多數(shù)情況下，儀表放大器的兩個(gè)輸入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。其輸入偏置電流也應(yīng)很低，典型值為 1 nA至 50 nA。與運(yùn)算放大器一樣，其輸出阻抗很低，在低頻段通常僅有幾毫歐（mΩ）。

　　運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益是由其反向輸入端和輸出端之間連接的外部電阻決定。與放大器不同的是，儀表放大器使用一個(gè)內(nèi)部反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，它與其信號(hào)輸入端隔離 。對(duì)儀表放大器的兩個(gè)差分輸入端施加輸入信號(hào)，其增益既可由內(nèi)部預(yù)置，也可由用戶通過(guò)引腳連接一個(gè)內(nèi)部或者外部增益電阻器設(shè)置，該增益電阻器也與信號(hào)輸入端隔離。

　　也可以這樣理解：儀表放大器是三顆放大器加一些電阻集成的放大器。而采用三顆放大器組合而成的INA333，正是將噪聲、Vos漂移、Ib、Vos、Iq等指標(biāo)集于一身，是“整體優(yōu)勢(shì)最理想的器件”。三顆運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)的儀表放大器所帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的：

　　首先INA333主要用在共模信號(hào)較高、而有用信號(hào)較小的情況下，在此基礎(chǔ)上，只要通過(guò)外部電阻就可以調(diào)節(jié)整個(gè)放大器的增益。同時(shí)因?yàn)閮x表放大器的電阻都集成在內(nèi)部，所以制造工藝比較接近，而且電阻均由同種材料制成，所以其溫漂大小非常接近。同時(shí)，由于儀表放大器的輸入阻抗非常高，會(huì)對(duì)射頻干擾非常敏感，從而產(chǎn)生失調(diào)電壓，所以INA333內(nèi)部又加入了射頻濾波器。其中，INA333的性能中最關(guān)鍵的就是低噪聲和低功率，在產(chǎn)品功耗很大的情況下，噪聲非常小。

　　據(jù)宋浩然介紹，該產(chǎn)品最大失調(diào)電壓為25微伏、失調(diào)電壓漂移是0.1微伏每度，如果產(chǎn)品工作在-40攝氏度到125攝氏度，其工作溫度就會(huì)在160攝氏度，該數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常溫范圍，所以溫漂的指標(biāo)就非常關(guān)鍵。慣常的概念認(rèn)為，如果功耗比較低，噪聲就會(huì)提高。實(shí)際上，INA333有非常好的噪聲和功率比，如果電流為75微安、噪音則為50納伏，目前封裝是MSOP-8。

　　此外，INA333采用了德州儀器的HPA07工藝，該工藝主要是高精度工藝，此外，德州儀器的主打產(chǎn)品還有高速度工藝BiCom3、高功率工藝LBC和高密度工藝AO35，不同的工藝有不同產(chǎn)品類型，而且性能不斷增強(qiáng)，包括高壓擴(kuò)展和工藝集成。

　　當(dāng)然，為使客戶工作更輕松簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確性更高。TI的Analog eLAB會(huì)加速設(shè)計(jì)進(jìn)程，幫助客戶從前端學(xué)習(xí)、培訓(xùn)、應(yīng)用手冊(cè)的理解，到產(chǎn)品選型、終端解決方案以及信號(hào)鏈原型工具，最后到仿真工具實(shí)踐、24小時(shí)內(nèi)提供樣片等解決客戶的所有問(wèn)題。

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　　瞄準(zhǔn)便攜醫(yī)療

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　　那么，這樣一款產(chǎn)品，與已有的OPA333和INA210的應(yīng)用領(lǐng)域是否有重合呢？這恐怕是盤桓在大多數(shù)人頭腦中的疑問(wèn)。

　　“INA333主要用在便攜式醫(yī)療設(shè)備當(dāng)、手持式儀表、數(shù)據(jù)采集以及稱重" title="稱重">稱重天平等領(lǐng)域，”宋浩然說(shuō)。

　　比如醫(yī)療電子中的便攜式心電圖（ECG）系統(tǒng)，心臟的信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)導(dǎo)線進(jìn)入產(chǎn)品，通過(guò)信號(hào)處理，同時(shí)因?yàn)槊總€(gè)人共模電壓不盡相同，且這個(gè)共模電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于心臟產(chǎn)生的電壓（幾十毫伏），同時(shí)工作電壓也高達(dá)幾十伏，那么，如何將心臟產(chǎn)生的電壓采集出來(lái)，也就將問(wèn)題拋給了儀表放大器。儀表放大器會(huì)將共模信號(hào)去掉，提取有用信號(hào)。所以在ECG電路系統(tǒng)最前端要增加一顆儀表放大器。而且當(dāng)心電圖測(cè)試系統(tǒng)越來(lái)越小、電源也越來(lái)越低，INA333功耗小、噪聲小的優(yōu)勢(shì)也就更加顯現(xiàn)?！　?/FONT>