在構(gòu)建精確的模擬信號(hào)鏈時(shí)，我們應(yīng)該在選擇組件時(shí)考慮幾個(gè)因素，以保持結(jié)果測(cè)量的準(zhǔn)確性：偏移、偏移漂移（隨溫度）、增益誤差或線性度以及低頻噪聲。在許多高精度應(yīng)用中，源信號(hào)非常小，需要很大的增益來(lái)調(diào)整信號(hào)電平。這在精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中非常常見(jiàn)，我們必須調(diào)整源信號(hào)以匹配模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入范圍。

乍一看，我們可能會(huì)選擇典型的運(yùn)算放大器，而沒(méi)有意識(shí)到失調(diào)電壓是輸入?yún)⒖嫉?，因此?huì)受到增益的影響。當(dāng)我們增加大量增益（例如 A=100）時(shí)，失調(diào)電壓可能會(huì)增加大量誤差。例如，如果我們有一個(gè)典型的放大器，其輸入偏移為 3mV，增益為 100，則潛在的滿量程誤差為 300mV，或大約三分之一伏特。對(duì)于 3.3V 輸入 ADC，系統(tǒng)將有大約 10% 的誤差。

多年來(lái)，設(shè)計(jì)人員在精密放大器設(shè)計(jì)方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，以消除偏移并在溫度范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，從而產(chǎn)生出色的漂移數(shù)。但隨著精度的提高，其他因素開(kāi)始占主導(dǎo)地位——主要由放大器架構(gòu)或物理驅(qū)動(dòng)，并被歸為“噪聲”或電氣不確定性類別。

一組稱為斬波穩(wěn)定放大器的精密放大器使用替代的開(kāi)關(guān)路徑來(lái)消除輸入偏移。這種技術(shù)在消除偏移和隨溫度跟蹤方面做得非常出色，但也會(huì)引入斬波噪聲。然而，噪聲往往高于 10kHz，因此我們可以輕松地將其從時(shí)間常數(shù)相當(dāng)長(zhǎng)的大多數(shù)精密應(yīng)用中濾除（例如測(cè)量溫度時(shí)）。

還有另一種隱蔽的噪聲源，稱為 1/f (one-over-f) 噪聲，也稱為閃爍噪聲。顧名思義，閃爍噪聲隨著頻率的降低而增加——通常在低頻精密測(cè)量區(qū)域。噪聲功率的平均斜率為 -10db/decade，由放大器半導(dǎo)體材料的各種物理特性引起（見(jiàn)圖 1）。1/f 噪聲是無(wú)限的，并且會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加，這使得該噪聲源的測(cè)量變得非常困難——除非我們想等待數(shù)年才能得到答案。這個(gè)噪聲源在低頻占主導(dǎo)地位，就像我之前的輸入偏移示例一樣，它也是增益的函數(shù)。所以在高增益系統(tǒng)（A > 100）中，這種噪聲可能很大。

圖 1 – 1/f 噪聲和寬帶噪聲線的交點(diǎn)形成了大多數(shù)放大器中常見(jiàn)的 1/f 角。低頻噪聲與頻率成反比增長(zhǎng)，在高精度系統(tǒng)中存在問(wèn)題。

為了對(duì)抗這種噪聲源，一種新的設(shè)備已經(jīng)問(wèn)世，它解決了 1/f 噪聲問(wèn)題。INA188是一款儀表放大器，不僅具有出色的世界級(jí)偏移和漂移規(guī)格，而且消除了閃爍噪聲與寬帶噪聲相交的 1/f 拐角，提供低至 0.1Hz 的平坦本底噪聲。

INA188 是一款精密的儀表放大器，其采用德州儀器 (TI) 專有的自動(dòng)歸零技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)低偏移電壓、近零偏移和增益漂移、出色的線性度以及向下擴(kuò)展至直流的超低噪聲密度 (12nV/√Hz)。

INA188 經(jīng)優(yōu)化可提供超過(guò) 104dB 的出色共模抑制比 (G ≥ 10)。 出色的共模和電源抑制性能可為高分辨率的精密測(cè)量應(yīng)用提供支持。 這種通用型三運(yùn)放設(shè)計(jì)可提供軌到軌輸出、由 4V 單電源或高達(dá) ±18V 的雙電源供電的低電壓運(yùn)行以及一個(gè)高阻抗的寬輸入范圍。 這些規(guī)范值使得該器件成為通用信號(hào)測(cè)量和傳感器調(diào)節(jié)應(yīng)用（如溫度或橋式應(yīng)用）的理想選擇。

可通過(guò)單個(gè)外部電阻在 1 到 1000 范圍內(nèi)設(shè)置增益。 INA188 設(shè)計(jì)為采用符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的增益公式： G = 1 + (50kΩ / RG)。 基準(zhǔn)引腳可用于單電源運(yùn)行過(guò)程中的電平轉(zhuǎn)換或者用于偏移校準(zhǔn)。

INA188 的額定運(yùn)行溫度范圍為 -40°C 至 +125°C。

出色的直流性能：

低輸入偏移電壓：55μV（最大值）

低輸入偏移漂移：0.2μV/°C（最大值）

高共模抑制比 (CMRR)：104dB，增益 ≥ 10（最小值）

低輸入噪聲：

1kHz 時(shí)為 12nV/√Hz

0.25 μVPP（0.1Hz 至 10Hz）

寬電源范圍：

單電源：4V 至 36V

雙電源：±2V 至 ±18V

通過(guò)單個(gè)外部電阻設(shè)置增益：

增益公式：G = 1 + (50kΩ / RG)

增益誤差：0.007%，G = 1

增益漂移：5ppm/°C（最大值），G = 1

輸入電壓：(V–) + 0.1V 至 (V+) – 1.5V

已過(guò)濾射頻干擾 (RFI) 的輸入

軌到軌輸出

低靜態(tài)電流：1.4mA

INA188有助于改進(jìn)應(yīng)用，例如使用橋式拓?fù)涞膽?yīng)變儀或過(guò)程控制中使用的其他高精度測(cè)量。這些類型的測(cè)量通常使用非常高的增益水平，并且會(huì)受到大多數(shù)精密放大器中增加的低頻閃爍噪聲的影響。