仪表放大器及应用１ 概述仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器，它具有差分输
入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点。差分放大器和仪表放大器所采用的基础
部件（运算放大器）基本相同，它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。标准运算放
大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和仪表放大器在有共模信
号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比（ＣＭＲ）。它们通常不需
要外部反馈网络。用分离元件构建仪表放大器(ＩＡ）需要花费很多的时间和精力，而采用集
成仪表放大器（ＩＡ）或差分放大器则是一种简便而又可行的替换方案。为了更好的理解仪
表放大器（ＩＡ），了解共模抑制比（ＣＭＲ）的重要性，这里以图１所示的惠斯通电桥变送
器来进行说明，图１中，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝５ｋΩ，激励电压（Ｖｅｘ）为１０Ｖ。
这样，在空载条件下，对“电桥”进行计算可得：Ｖ１＝Ｖｅｘ(Ｒ２／(Ｒ２＋Ｒ１))，Ｖ
１＝５ＶＶ２＝Ｖｅｘ（Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）），Ｖ２＝５Ｖ所以：Ｖ＝Ｖ１－Ｖ２＝５Ｖ
－５Ｖ＝０Ｖ变送器输出就是电桥两个输出端的电压差（ΔＶ）。假定有某个激励加在电桥的
４个活动臂上，并使得Ｒ１和Ｒ４的值有所增加，同时Ｒ２和Ｒ３的值有所减少；此时若取：
Ｒ１＝Ｒ４＝５００１Ω，Ｒ２＝Ｒ３＝４９９９Ω，Ｖｅｘ＝１０Ｖ，那么可得：Ｖ１＝
５．００１Ｖ Ｖ２＝４．９９９Ｖ，实际上，人们所关心的信号是：ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ２＝
２ｍＶ。因此，通过对共模电压（ＣＭＶ）进行计算可知：即便电桥不平衡，共模电压（Ｃ
ＭＶ）仍然等于（Ｖ１＋Ｖ２,／２＝５Ｖ。理想情况下，此电路的输出是：Ｖｏ＝ΔＶ· Ｇ
ａｉｎ。 上述计算表明，在有大的共模信号时，测量一个微弱的电压信号比较困难；而
ΔＶ（以ｍＶ为单位）则可通过测量两个较大的电压信号Ｖ２与Ｖ１来获得，这两个电压均
可在伏特级。２ 误差早期比例计量是用检流计实现的，它（不像ＩＡ）不受共模电压的困
扰。图１仅是示意图没有包括误差源。实际应用系统的主要误差包括ＣＭＲ、ＰＳＲ、Ｖ
ｏｓ、Ｉｂ和Ｉｏｓ（见图２）。共模抑制（ＣＭＲ）是指由于共模电压的存在而引起的放大
器的输入失调电压的偏差，ＣＭＲ定义为ＣＭＲ＝２０ｌｏｇＣＭＶ／ΔＶｏｓ。在图
２所示的惠斯通电桥中，若要使误差小于差分信号的１％，其ＣＭＲ应为： ＣＭＶ＝５
ＶΔＶ＝２ｍＶ，则Ｖｏｓ＝ΔＶ×１％＝０．０２ｍＶＣＭＲ＝２０ｌｏｇＣＭＶ／
ΔＶｏｓ＝１０８ｄＢ。[!--empirenews.page--]而要得到一个小于０．１％的误差，则
需要１２８ｄＢ的ＣＭＲ。利用分离电路并进行严格调整可以获得１００ｄＢ或更高的共模
抑制比（ＣＭＲ）。而要达到如此高的稳定性，还须采用线绕电阻，但线绕电阻的等效电感会
导致ＣＭＲ的频率特性退化。电源抑制（ＰＳＲ）是指由于电源电压的变化而引起的放大器
输入失调电压的偏差，ＰＳＲ的定义为：ＰＳＲ＝２０ｌｏｇΔＶｏｓ／ΔＶｓｕｐｐｌ
ｙ。而Ｖｏｓ、ΔＶｏｓ／Δｔｅｍｐ、Ｉｂ和Ｉｏｓ误差的处理方法与传统运算放大器
相同，但必须考虑各种条件下的误差：包括温度范围、源电阻、电源调节、共模输入电压、
增益、Ｖｏｓ、ΔＶｏｓ、Ｉｂ和 Ｉｏｓ。最差情形应该参考数据手册中的最小值或最大值，
有些情况下，也可以使用典型值，因为在同一时刻不可能所有的参数都处于它们的极限值。
３ 仪表放大器的结构３．１ 差分放大结构ＭＡＸ４１９８和ＭＡＸ４１９９是精密、低功
耗差分放大器，增益由工厂预置（见图３）。ＭＡＸ４１９８具有＋１Ｖ／Ｖ的增益，ＭＡＸ
４１９９具有＋１０Ｖ／Ｖ的增益。虽然电阻器件精确匹配，但其绝对值的变化范围是±２
５％。对于ＭＡＸ４１９８，同相输入阻抗典型值是５０ｋΩ，反相输入阻抗典型值是２５
ｋΩ。对于ＭＡＸ４１９９，同相输入阻抗典型值是２７５ｋΩ， 反相输入阻抗典型值是２
５ｋΩ。内部运算放大器的共模输入电压范围为ＶＥＥ～（Ｖｃｃ－１．１Ｖ）。内部运放的
输入不具备满摆幅特性，但ＭＡＸ４１９８的内置电阻为一个分压器，它使得输入共模电压
范围可超出电源摆幅。当ＶＣＣ为５Ｖ时，ＭＡＸ４１９８的输入范围可超出电源摆幅１０
０ｍＶ，而且不会造成共模抑制比性能的下降或输出与输入的相位反转。而ＭＡＸ４１９９
输入共模电压范围可扩展到负电源电压以下的１００ｍＶ～（Ｖｃｃ－１Ｖ）。当Ｒ１＝Ｒ２
＝Ｒ３＝Ｒ４时，标准差分放大器的简化方程是Ｖｏ＝Ｖｂ－Ｖａ；因此，四个电阻值的任
何不匹配都会导致ＣＭＲ的下降。图4 虽然分离差分放大电路已被广泛使用，但它还有以下
主要缺陷：●输入电阻等于Ｒ１，相对较小；●输入电阻通常存在较大差异；●电阻一定要
非常精确地匹配才能得到可接受的共模抑制比；●较高频率时输入阻抗的差异可使ＣＭＲ下
降；●信号源阻抗对ＣＭＲ影响较大。３．２ 运放结构ＭＡＸ４１９４－ＭＡＸ４１９７系
列低功耗仪表放大器属于三运放拓扑，其拓扑结构如图４所示。它的输入级由两个运放组成，
这两个运放可提供固定的差分增益和单位共模增益；输出级是常规的差分放大器，具有１１
５ｄＢ的共模抑制比（Ｇ＝＋１０Ｖ／Ｖ）。ＭＡＸ４１９４的增益可由外部设定（＋１Ｖ／
Ｖ～＋１０，０００Ｖ／Ｖ）；ＭＡＸ４１９５－ＭＡＸ４１９７则由内部设置增益，固定增
益分别为：＋１Ｖ／Ｖ、＋１０Ｖ／Ｖ和＋１００Ｖ／Ｖ。放大器的共模电压输入范围是（Ｖ
ＥＥ＋０．２Ｖ）到（ＶＣＣ－１．１Ｖ）。理想情况下，仪表放大器只对作用在ＩＮ＋和Ｉ
Ｎ－两个输入端的差分电压有响应，当两个输入端电压相同时，输出为ＶＲＥＦ。ＩＮ＋与
ＩＮ－之间的差分电压将在增益设置电阻上产生相同的电压和相应电流（ＩＧ），该电流流过
两个输入运放Ａ１和Ａ２的反馈电阻可产生的电压差为[!--empirenews.page--]ＶＯＵＴ
２－ＶＯＵＴ１＝ＩＧ×(Ｒ１＋ＲＧ＋Ｒ１）其中，ＶＯＵＴ１和ＶＯＵＴ２是Ａ１和Ａ２
的输出电压，ＲＧ（内置或外接）是增益设置电阻，而Ｒ１是输入运放的反馈电阻。此时，
ＩＧ将由下式决定：ＩＧ ＝(ＶＩＮ＋ － ＶＩＮ－）／ＲＧ。仪表放大器输出电压（ＶＯ
ＵＴ）由下式表示：ＶＯＵＴ＝(ＶＩＮ＋－ＶＩＮ－）×(２Ｒ１／ＲＧ＋１）共模输入电
压范围是电源电压和放大器输出电压的函数。当电[1][2]下一页 源为Ｖ
ＣＣ，ＲＥＦ端接ＶＣＣ／２时，可以得到最大的输出信号摆幅，此时所产生的输出电压的
摆幅为±ＶＣＣ／２；若输出电压的摆幅没有达到最大值，则共模输入电压的范围还可相应
增加。如果仪表放大器选择得不合理，共模输入电压范围可能会受到电源电压、增益和ＲＥ
Ｆ引脚电压的影响。其原因是各内部结点的电压会使放大器不再工作在线性区，而进入饱和
区。图５是ＭＡＸ４１９４的典型共模输入电压范围与输出电压摆幅间的关系（单位增益，
单电源（ＶＣＣ）为５Ｖ时，偏置参考电压ＶＲＥＦ为ＶＣＣ／２＝＋２．５Ｖ）。图中，Ａ
点到Ｄ点分别对应于输入放大器的满量程输入电压范围ＶＥＥ＋０．２Ｖ 到ＶＣＣ－
１．１Ｖ。其它点（Ｂ、Ｃ、Ｅ和Ｆ）则由输入放大器的输入电压范围减去产生相应输出
所需要的差分输入幅度来决定。对于更高增益的配置，端点Ｂ、Ｃ、Ｅ和Ｆ上的共模电压范
围还会增大，因为对于给定的输出电压，只需更小的差分输入电压即可。增益设置电阻Ｒｇ
是仪表放大器的关键部件，其温度系数对于放大器的总体性能有较大影响。内置Ｒｇ的仪表
放大器具有较好的温度系数和温度一致性，易于设置增益，且输入阻抗较高，即便是在５０
Ｈｚ～６０Ｈｚ的率下频仍有很好的共模抑制比ＣＭＲ。但是，它的Ｖｉｎ、ＣＭＶ、增益
和ＶＲＥＦ之间具有一定的制约关系。实际上，运算放大器或仪表放大器的选择依赖于具体
的应用，在具体应用中，共模输入电压、电源电压、增益、ＲＥＦ引脚电压和传感器阻抗必
须综合考察。利用放大器的ＲＥＦ引脚可以对输出失调电压进行微调；而对于加在ＲＥＦ引
脚上的微调电压，则必须确保有一个较低的源阻抗，因为ＲＥＦ引脚上的附加阻抗将使ＣＭ
Ｒ变低。４ 典型应用４．１ 高边监视器最简单的高边监视器通常需要一个精密运算放大器
和一些精密电阻，常见的高边测量都采用经典的差分放大器（用作增益放大和高边到地的电
平转换，见图６）。虽然很多应用中也会使用分离电路，但其输入阻抗较低，而且电阻之间有
较大差异。电阻的匹配必须非常精确才能获得可接受的共模抑制比，任一个电阻值存在０．０
１％的偏差都将使ＣＭＲＲ降低到８６ｄＢ；如果偏差为０．１％，将使ＣＭＲＲ降低到６
６ｄＢ；而１％的偏差将使ＣＭＲＲ降低到４６ｄＢ。选择仪表放大器结构时，有一个需要
特别关注的参数，即在放大器任何输出摆幅下，输入共模电压的范围均应包括高边电压加上
一个安全裕量。[!--empirenews.page--] ４．２ 电平转换器此电路的工作原理可以这样来
理解，将ＭＡＸ４１９８看作一个三输入求和放大器（如图７所示），其电压传输函数为Ｖｏ
ｕｔ＝Ｖｂ－Ｖａ＋Ｖｓｈｉｆｔ，此式表明，输出由差分信号与ＲＥＦ输入电压的代数和
所决定，ＶＲＥＦ可为任意值，它不会使ＭＡＸ４１９８的放大器输出饱和，ＭＡＸ４１９
４也适合作一个精密放大器，它可以很方便地配置成如下固定增益：－１、２或 ±１ 。４．３
应力测量 三运放拓扑的真正优势是其能够进行真正的差分测量（很高的ＣＭＲ），同时又有非常高的输
入阻抗，这些特点使其得到了广泛应用，特别是在信号源阻抗非常高的场合。为使信号源对
地的漏电流达到最小，本例采用了一些防护技术，信号源电缆采用屏蔽电缆，并将其屏蔽隔
离层接到（Ｖｃｍ＋ΔＶ／２）。图８给出了一个包括惠斯通电桥传感器的放大电路，对该电
路的电桥阻抗可适当减小，并不会降低仪表放大器的ＣＭＲ值。
仪表放大器及应用１ 概述仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器，它具有差分输
入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点。差分放大器和仪表放大器所采用的基础
部件（运算放大器）基本相同，它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。标准运算放
大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和仪表放大器在有共模信
号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比（ＣＭＲ）。它们通常不需
要外部反馈网络。用分离元件构建仪表放大器(ＩＡ）需要花费很多的时间和精力，而采用集
成仪表放大器（ＩＡ）或差分放大器则是一种简便而又可行的替换方案。为了更好的理解仪
表放大器（ＩＡ），了解共模抑制比（ＣＭＲ）的重要性，这里以图１所示的惠斯通电桥变送
器来进行说明，图１中，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝５ｋΩ，激励电压（Ｖｅｘ）为１０Ｖ。
这样，在空载条件下，对“电桥”进行计算可得：Ｖ１＝Ｖｅｘ(Ｒ２／(Ｒ２＋Ｒ１))，Ｖ
１＝５ＶＶ２＝Ｖｅｘ（Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）），Ｖ２＝５Ｖ所以：Ｖ＝Ｖ１－Ｖ２＝５Ｖ
－５Ｖ＝０Ｖ变送器输出就是电桥两个输出端的电压差（ΔＶ）。假定有某个激励加在电桥的
４个活动臂上，并使得Ｒ１和Ｒ４的值有所增加，同时Ｒ２和Ｒ３的值有所减少；此时若取：
Ｒ１＝Ｒ４＝５００１Ω，Ｒ２＝Ｒ３＝４９９９Ω，Ｖｅｘ＝１０Ｖ，那么可得：Ｖ１＝
５．００１Ｖ Ｖ２＝４．９９９Ｖ，实际上，人们所关心的信号是：ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ２＝
２ｍＶ。因此，通过对共模电压（ＣＭＶ）进行计算可知：即便电桥不平衡，共模电压（Ｃ
ＭＶ）仍然等于（Ｖ１＋Ｖ２,／２＝５Ｖ。理想情况下，此电路的输出是：Ｖｏ＝ΔＶ· Ｇ
ａｉｎ。 上述计算表明，在有大的共模信号时，测量一个微弱的电压信号比较困难；而
ΔＶ（以ｍＶ为单位）则可通过测量两个较大的电压信号Ｖ２与Ｖ１来获得，这两个电压均
可在伏特级。２ 误差早期比例计量是用检流计实现的，它（不像ＩＡ）不受共模电压的困
扰。图１仅是示意图没有包括误差源。实际应用系统的主要误差包括ＣＭＲ、ＰＳＲ、Ｖ
ｏｓ、Ｉｂ和Ｉｏｓ（见图２）。共模抑制（ＣＭＲ）是指由于共模电压的存在而引起的放大
器的输入失调电压的偏差，ＣＭＲ定义为ＣＭＲ＝２０ｌｏｇＣＭＶ／ΔＶｏｓ。在图
２所示的惠斯通电桥中，若要使误差小于差分信号的１％，其ＣＭＲ应为： ＣＭＶ＝５
ＶΔＶ＝２ｍＶ，则Ｖｏｓ＝ΔＶ×１％＝０．０２ｍＶＣＭＲ＝２０ｌｏｇＣＭＶ／
ΔＶｏｓ＝１０８ｄＢ。[!--empirenews.page--]而要得到一个小于０．１％的误差，则
需要１２８ｄＢ的ＣＭＲ。利用分离电路并进行严格调整可以获得１００ｄＢ或更高的共模
抑制比（ＣＭＲ）。而要达到如此高的稳定性，还须采用线绕电阻，但线绕电阻的等效电感会
导致ＣＭＲ的频率特性退化。电源抑制（ＰＳＲ）是指由于电源电压的变化而引起的放大器
输入失调电压的偏差，ＰＳＲ的定义为：ＰＳＲ＝２０ｌｏｇΔＶｏｓ／ΔＶｓｕｐｐｌ
ｙ。而Ｖｏｓ、ΔＶｏｓ／Δｔｅｍｐ、Ｉｂ和Ｉｏｓ误差的处理方法与传统运算放大器
相同，但必须考虑各种条件下的误差：包括温度范围、源电阻、电源调节、共模输入电压、
增益、Ｖｏｓ、ΔＶｏｓ、Ｉｂ和 Ｉｏｓ。最差情形应该参考数据手册中的最小值或最大值，
有些情况下，也可以使用典型值，因为在同一时刻不可能所有的参数都处于它们的极限值。
３ 仪表放大器的结构３．１ 差分放大结构ＭＡＸ４１９８和ＭＡＸ４１９９是精密、低功
耗差分放大器，增益由工厂预置（见图３）。ＭＡＸ４１９８具有＋１Ｖ／Ｖ的增益，ＭＡＸ
４１９９具有＋１０Ｖ／Ｖ的增益。虽然电阻器件精确匹配，但其绝对值的变化范围是±２
５％。对于ＭＡＸ４１９８，同相输入阻抗典型值是５０ｋΩ，反相输入阻抗典型值是２５
ｋΩ。对于ＭＡＸ４１９９，同相输入阻抗典型值是２７５ｋΩ， 反相输入阻抗典型值是２
５ｋΩ。内部运算放大器的共模输入电压范围为ＶＥＥ～（Ｖｃｃ－１．１Ｖ）。内部运放的
输入不具备满摆幅特性，但ＭＡＸ４１９８的内置电阻为一个分压器，它使得输入共模电压
范围可超出电源摆幅。当ＶＣＣ为５Ｖ时，ＭＡＸ４１９８的输入范围可超出电源摆幅１０
０ｍＶ，而且不会造成共模抑制比性能的下降或输出与输入的相位反转。而ＭＡＸ４１９９
输入共模电压范围可扩展到负电源电压以下的１００ｍＶ～（Ｖｃｃ－１Ｖ）。当Ｒ１＝Ｒ２
＝Ｒ３＝Ｒ４时，标准差分放大器的简化方程是Ｖｏ＝Ｖｂ－Ｖａ；因此，四个电阻值的任
何不匹配都会导致ＣＭＲ的下降。图4 虽然分离差分放大电路已被广泛使用，但它还有以下
主要缺陷：●输入电阻等于Ｒ１，相对较小；●输入电阻通常存在较大差异；●电阻一定要
非常精确地匹配才能得到可接受的共模抑制比；●较高频率时输入阻抗的差异可使ＣＭＲ下
降；●信号源阻抗对ＣＭＲ影响较大。３．２ 运放结构ＭＡＸ４１９４－ＭＡＸ４１９７系
列低功耗仪表放大器属于三运放拓扑，其拓扑结构如图４所示。它的输入级由两个运放组成，
这两个运放可提供固定的差分增益和单位共模增益；输出级是常规的差分放大器，具有１１
５ｄＢ的共模抑制比（Ｇ＝＋１０Ｖ／Ｖ）。ＭＡＸ４１９４的增益可由外部设定（＋１Ｖ／
Ｖ～＋１０，０００Ｖ／Ｖ）；ＭＡＸ４１９５－ＭＡＸ４１９７则由内部设置增益，固定增
益分别为：＋１Ｖ／Ｖ、＋１０Ｖ／Ｖ和＋１００Ｖ／Ｖ。放大器的共模电压输入范围是（Ｖ
ＥＥ＋０．２Ｖ）到（ＶＣＣ－１．１Ｖ）。理想情况下，仪表放大器只对作用在ＩＮ＋和Ｉ
Ｎ－两个输入端的差分电压有响应，当两个输入端电压相同时，输出为ＶＲＥＦ。ＩＮ＋与
ＩＮ－之间的差分电压将在增益设置电阻上产生相同的电压和相应电流（ＩＧ），该电流流过
两个输入运放Ａ１和Ａ２的反馈电阻可产生的电压差为[!--empirenews.page--]ＶＯＵＴ
２－ＶＯＵＴ１＝ＩＧ×(Ｒ１＋ＲＧ＋Ｒ１）其中，ＶＯＵＴ１和ＶＯＵＴ２是Ａ１和Ａ２
的输出电压，ＲＧ（内置或外接）是增益设置电阻，而Ｒ１是输入运放的反馈电阻。此时，
ＩＧ将由下式决定：ＩＧ ＝(ＶＩＮ＋ － ＶＩＮ－）／ＲＧ。仪表放大器输出电压（ＶＯ
ＵＴ）由下式表示：ＶＯＵＴ＝(ＶＩＮ＋－ＶＩＮ－）×(２Ｒ１／ＲＧ＋１）共模输入电
压范围是电源电压和放大器输出电压的函数。当电[1][2]下一页 源为Ｖ
ＣＣ，ＲＥＦ端接ＶＣＣ／２时，可以得到最大的输出信号摆幅，此时所产生的输出电压的
摆幅为±ＶＣＣ／２；若输出电压的摆幅没有达到最大值，则共模输入电压的范围还可相应
增加。如果仪表放大器选择得不合理，共模输入电压范围可能会受到电源电压、增益和ＲＥ
Ｆ引脚电压的影响。其原因是各内部结点的电压会使放大器不再工作在线性区，而进入饱和
区。图５是ＭＡＸ４１９４的典型共模输入电压范围与输出电压摆幅间的关系（单位增益，
单电源（ＶＣＣ）为５Ｖ时，偏置参考电压ＶＲＥＦ为ＶＣＣ／２＝＋２．５Ｖ）。图中，Ａ
点到Ｄ点分别对应于输入放大器的满量程输入电压范围ＶＥＥ＋０．２Ｖ 到ＶＣＣ－
１．１Ｖ。其它点（Ｂ、Ｃ、Ｅ和Ｆ）则由输入放大器的输入电压范围减去产生相应输出
所需要的差分输入幅度来决定。对于更高增益的配置，端点Ｂ、Ｃ、Ｅ和Ｆ上的共模电压范
围还会增大，因为对于给定的输出电压，只需更小的差分输入电压即可。增益设置电阻Ｒｇ
是仪表放大器的关键部件，其温度系数对于放大器的总体性能有较大影响。内置Ｒｇ的仪表
放大器具有较好的温度系数和温度一致性，易于设置增益，且输入阻抗较高，即便是在５０
Ｈｚ～６０Ｈｚ的率下频仍有很好的共模抑制比ＣＭＲ。但是，它的Ｖｉｎ、ＣＭＶ、增益
和ＶＲＥＦ之间具有一定的制约关系。实际上，运算放大器或仪表放大器的选择依赖于具体
的应用，在具体应用中，共模输入电压、电源电压、增益、ＲＥＦ引脚电压和传感器阻抗必
须综合考察。利用放大器的ＲＥＦ引脚可以对输出失调电压进行微调；而对于加在ＲＥＦ引
脚上的微调电压，则必须确保有一个较低的源阻抗，因为ＲＥＦ引脚上的附加阻抗将使ＣＭ
Ｒ变低。４ 典型应用４．１ 高边监视器最简单的高边监视器通常需要一个精密运算放大器
和一些精密电阻，常见的高边测量都采用经典的差分放大器（用作增益放大和高边到地的电
平转换，见图６）。虽然很多应用中也会使用分离电路，但其输入阻抗较低，而且电阻之间有
较大差异。电阻的匹配必须非常精确才能获得可接受的共模抑制比，任一个电阻值存在０．０
１％的偏差都将使ＣＭＲＲ降低到８６ｄＢ；如果偏差为０．１％，将使ＣＭＲＲ降低到６
６ｄＢ；而１％的偏差将使ＣＭＲＲ降低到４６ｄＢ。选择仪表放大器结构时，有一个需要
特别关注的参数，即在放大器任何输出摆幅下，输入共模电压的范围均应包括高边电压加上
一个安全裕量。[!--empirenews.page--] ４．２ 电平转换器此电路的工作原理可以这样来
理解，将ＭＡＸ４１９８看作一个三输入求和放大器（如图７所示），其电压传输函数为Ｖｏ
ｕｔ＝Ｖｂ－Ｖａ＋Ｖｓｈｉｆｔ，此式表明，输出由差分信号与ＲＥＦ输入电压的代数和
所决定，ＶＲＥＦ可为任意值，它不会使ＭＡＸ４１９８的放大器输出饱和，ＭＡＸ４１９
４也适合作一个精密放大器，它可以很方便地配置成如下固定增益：－１、２或 ±１ 。４．３
应力测量 三运放拓扑的真正优势是其能够进行真正的差分测量（很高的ＣＭＲ），同时又有非常高的输
入阻抗，这些特点使其得到了广泛应用，特别是在信号源阻抗非常高的场合。为使信号源对
地的漏电流达到最小，本例采用了一些防护技术，信号源电缆采用屏蔽电缆，并将其屏蔽隔
离层接到（Ｖｃｍ＋ΔＶ／２）。图８给出了一个包括惠斯通电桥传感器的放大电路，对该电
路的电桥阻抗可适当减小，并不会降低仪表放大器的ＣＭＲ值。