在構(gòu)建精確的模擬信號鏈時，我們應(yīng)該在選擇組件時考慮幾個因素，以保持結(jié)果測量的準確性：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，源信號非常小，需要很大的增益來調(diào)整信號電平。這在精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中非常常見，我們必須調(diào)整源信號以匹配模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入范圍。

乍一看，我們可能會選擇典型的運算放大器，而沒有意識到失調(diào)電壓是輸入?yún)⒖嫉模虼藭艿皆鲆娴挠绊?。?dāng)我們增加大量增益（例如 A=100）時，失調(diào)電壓可能會增加大量誤差。例如，如果我們有一個典型的放大器，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。對于 3.3V 輸入 ADC，系統(tǒng)將有大約 10% 的誤差。

多年來，設(shè)計人員在精密放大器設(shè)計方面取得了長足的進步，以消除偏移并在溫度范圍內(nèi)對其進行校準，從而產(chǎn)生出色的漂移數(shù)。但隨著精度的提高，其他因素開始占主導(dǎo)地位——主要由放大器架構(gòu)或物理驅(qū)動，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關(guān)路徑來消除輸入偏移。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間常數(shù)相當(dāng)長的大多數(shù)精密應(yīng)用中濾除（例如測量溫度時）。

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（見圖 1）。1/f 噪聲是無限的，并且會隨著時間的推移而增加，這使得該噪聲源的測量變得非常困難——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形成了大多數(shù)放大器中常見的 1/f 角。低頻噪聲與頻率成反比增長，在高精度系統(tǒng)中存在問題。

為了對抗這種噪聲源，一種新的設(shè)備已經(jīng)問世，它解決了 1/f 噪聲問題。INA188是一款儀表放大器，不僅具有出色的世界級偏移和漂移規(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) 專有的自動歸零技術(shù)，可實現(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展至直流的超低噪聲密度 (12nV/√Hz)。

INA188 經(jīng)優(yōu)化可提供超過 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量應(yīng)用提供支持。 這種通用型三運放設(shè)計可提供軌到軌輸出、由 4V 單電源或高達 ±18V 的雙電源供電的低電壓運行以及一個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測量和傳感器調(diào)節(jié)應(yīng)用（如溫度或橋式應(yīng)用）的理想選擇。

可通過單個外部電阻在 1 到 1000 范圍內(nèi)設(shè)置增益。 INA188 設(shè)計為采用符合行業(yè)標準的增益公式： G = 1 + (50kΩ / RG)。 基準引腳可用于單電源運行過程中的電平轉(zhuǎn)換或者用于偏移校準。

INA188 的額定運行溫度范圍為 -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

通過單個外部電阻設(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有助于改進應(yīng)用，例如使用橋式拓撲的應(yīng)變儀或過程控制中使用的其他高精度測量。這些類型的測量通常使用非常高的增益水平，并且會受到大多數(shù)精密放大器中增加的低頻閃爍噪聲的影響。