3.3.4　精密仪表放大器AD624

1.AD624简介

AD624也是美国ADI公司推出的一种高精度、低噪声的仪表放大器。AD624的共模抑制比可达130dB（增益500或1000时），输入失调电压最大为25μV，失调电压漂移最大为0.25μV/℃，噪声峰-峰电压为0.2μV（0.1～10Hz）。AD624无须任何外部元件即可实现调整增益1、100、200、500和1000，还可以利用外部跳线，通过编程获得额外增益。AD624也可用一个外部电阻来设置增益，将增益设置为1～10000范围内的任何值。

1）AD624的主要特点

低噪声峰-峰电压：0.2μV（0.1～10Hz）。

低非线性度：最大值0.001%（ G =1～200）。

高的共模抑制比：>130dB（ G =500～10000）。

低输入失调电压：最大为25µV。

低输入失调漂移：最大为0.25µV/℃。

增益带宽积：25MHz。

无须任何外部元件即可实现调整增益1、100、200、500和1000。

2）AD624的引脚说明

AD624的引脚排列如图3-14所示，各引脚说明如下。

1引脚：-INPUT。

2引脚：+INPUT，信号+和-输入端。

3引脚：RG2。

4引脚：INPUT NULL。

5引脚：INPUT NULL。

6引脚：REF，基准参考端或参考电压输入端。

7引脚：-V _S 。

8引脚：+V _S ，正负电源+和-输入端。

9引脚：OUTPUT，电压输出端。

10引脚：SENSE 增益测定。

11引脚：G=500选择端。

12引脚：G=200选择端。

13引脚：G=100选择端。

14引脚：OUTPUT NULL。

15引脚：OUTPUT NULL。

16引脚：RG ₁ ，外接电阻接入引脚。

3）AD624的增益选择

AD624的增益由两种设定方法中任选一个方法确定，第一种方法是通过连接适当的增益端得到多种组合的增益值，如表3-5所示。

注意：

当所需增益G=1时，全不用连接；当所需增益G=100时，要把3引脚和13引脚相连；当所需增益G=688时，不仅要把3引脚和11引脚相连，还要把11引脚和12引脚相连及把13引脚和16引脚相连。

第二种方法是通过外部电阻器任意设定增益值，在如图3-15所示的电路中，在3引脚与16引脚之间连接电阻R _G ，其阻值由下式确定：R _G =40kΩ/（G-1），G为放大器增益。为达到最好的效果，R _G 应选用低温度系数的精密电阻器。比如，现在要用第二种方法确定增益，增益为20倍。R _G =40kΩ/（G-1）=40kΩ/19=2.105kΩ。这就是说，需要在3引脚与16引脚之间连接2.105kΩ的电阻。

4）AD624的若干实用电路

图3-15是AD624实现增益 G =20电路连接图，图3-16是AD624实现增益 G =200电路连接图。前者是用接入适当大小电阻的方法（第二种方法）设定增益；后者是用连接芯片上适当的增益端的方法（第一种方法）设定增益。图3-17是AD624和热电偶连接电路图。

2.AD624的应用

1）用AD624实现增益 G =200

【例3.8】 用AD624实现增益 G =200，查表3-5可知，要实现增益 G =200，只需把3引脚和12引脚相连。图3-18所示是AD624实现增益 G =200电路图，输入信号为外加毫伏信号，采用双电源供电，电源电压为±5V。3引脚和12引脚相连是为了实现增益 G =200。从10引脚上看输出信号，输出信号用虚拟电压表测量。在in1输入信号和 in2输入信号之间接一虚拟电压毫伏表，用来测量两信号的差值电压。

当in1=10mV、in2=12mV时，用Proteus交互仿真功能，可以测出输出电压值为-0.40V，如图3-18所示。由此可知，图3-18所示的AD624放大电路将输入的差分毫伏信号+2.00mV放大-200倍，变成-0.40V。

2）用AD624实现增益 G =1000

【例3.9】 用AD624实现增益 G =1000，查表3-5可知，要实现增益 G =1000，不仅要把3引脚和11引脚相连，还要把16引脚和12引脚相连以及把13引脚和11引脚相连。图3-19所示是AD624实现增益 G =1000电路图，输入信号为外加毫伏信号，采用双电源供电，电源电压为±5V。3引脚和11引脚相连、16引脚和12引脚相连以及13引脚和11引脚相连，这是为了实现增益 G =1000。从 u _O 处输出信号，输出信号 u _O 用虚拟电压表测量。在in1输入信号和 in2输入信号之间接一虚拟电压毫伏表，用来测量两信号的差值电压。

当in1=10mV、in2=12mV时，用Proteus交互仿真功能，可以测出输出电压值为-1.98V，如图3-19所示。由此可知，图3-19所示的AD624放大电路将输入的差分毫伏信号+2.00mV近似放大-1000倍，变成-1.98V。输入信号和输出信号是反相的。