使用rejustor和精密儀表放大器支持高增益應用

利用外置rejustor和電阻提供1000倍的增益

第二個測試利用儀表放大器MAX4208提供1,000V/V增益，它與第一個測試的配置和測試設備類似，不同的是：

• 基準輸入電壓源，VINP = 1.826mV。
• 增益設置電阻R2由固定75kΩ電阻(0.1%)和標準的低TCR、10kΩ rejustor MBD103串聯而成。
• 增益設置電阻R1由一個固定91kΩ電阻(0.1%)和標準的TCR、1kΩ rejustor MBD102并聯而成。

電路如圖6所示。


圖6. MAX4208配合外置rejustor和電阻實現1000V/V增益

通過以下三個步驟，將電路增益設置到1,000V/V：

1. 為了測量增益為1000V/V時，輸入失調和共模抑制比(共模電壓VCM = 1.25V)的影響，將MAX4208輸入短路。從圖7可以看出，輸出電壓VOUT非常小。因此，輸入失調電壓和共模抑制比的影響可以忽略不計。
   
   
   清晰圖片(PDF, 491kB)
   圖7. 第二個測試數據顯示輸出電壓很小，共模電壓抑制比和輸入失調電壓的影響可以忽略。
   
   
2. 將±1.826mV (Agilent 34420A測量值)基準電壓連接到MAX4208的輸入端。若設定增益為1,000V/V，則理論輸出電壓為±1826mV。
3. 兩個rejustor都調節到所要求的目標值，再次測量輸出電壓。

圖8和圖9截屏顯示增益誤差小于0.1% (2mV輸出失調電壓對應的百分比約為0.1%)。


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圖8. 與1826mV標稱輸出電壓的偏差


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圖9. 與-1826mV標稱輸出電壓的偏差

上述兩個測試采用標準的rejustor和電阻，測試數據證明：使用rejustor時，外圍元件不會降低儀表放大器MAX4208的精度。由于使用了固定電阻，rejustor的調節范圍只能在額定30%的范圍內調節。然而，電阻與rejustor一同使用，可以在整個溫度范圍內提高放大器的性能和器件的長期穩定性。這是因為電阻元件(例如：±20ppm/k)降低了rejustor相對較高的TCR (例如：±100ppm/k)。

結論

在一些應用中，儀表放大器需要放大非常小的信號，因為高精度(超低失調和增益誤差)和高增益至關重要。增益大小通常由外部阻性元器件確定，此類設計中利用rejustor可以獲得很好效果。Rejustor本身的靈活性可以確保非常精確的增益值。同時，要達到相同精度，使用rejustor比使用高精度電阻的成本更低。最后，rejustor即可以單獨用于大范圍調節增益的場合，也可以配合固定電阻使用，后者在溫度和穩定性方面都可以達到最佳效果。