基于AD620芯片的运算放大器原理图

　　AD620芯片介绍

　　AD620是一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10，000。此外，AD620采用8引脚SOIC和DIP封装，尺寸小于分立电路设计，并且功耗更低，因而非常适合电池供电及便携式应用。

　　AD620具有高精度（最大非线性度40 ppm）、低失调电压（最大50 µV）和低失调漂移（最大0.6 µV/°C）特性，是电子秤和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。它还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，使之非常适合ECG和无创血压监测仪等医疗应用。

　　由于其输入级采用Superβeta处理，因此可以实现最大1.0 nA的低输入偏置电流。AD620在1 kHz时具有9 nV/√Hz的低输入电压噪声，在0.1 Hz至10 Hz频带内的噪声为0.28μV峰峰值，输入电流噪声为0.1 pA/√Hz，因而作为前置放大器使用效果很好。同时，AD620的0.01%建立时间为15μs，非常适合多路复用应用；而且成本很低，足以实现每通道一个仪表放大器的设计。

　　AD620 由传统的三运算放大器发展而成， 但一些主要性能却优于三运算放大器构成的仪表放大器的设计，如电源范围宽（±2. 3～ ±18 V ） ， 设计体积小， 功耗非常低（最大供电电流仅1. 3 mA ） ， 因而适用于低电压、低功耗的应用场合。AD620 的单片结构和激光晶体调整， 允许电路元件紧密匹配和跟踪，从而保证电路固有的高性能。

　　AD620 为三运放集成的仪表放大器结构，为保护增益控制的高精度，其输入端的三极管提供简单的差分双极输入，并采用β工艺获得更低的输入偏置电流， 通过输入级内部运放的反馈，保持输入三极管的集电极电流恒定，并使输入电压加到外部增益控制电阻RG上。AD620 的两个内部增益电阻为24. 7 k8 ， 因而增益方程式为G =49.4 KΩ/RG + 1

　　对于所需的增益， 则外部控制电阻值为：RG =49.4/（G - 1）kΩ

　　AD620的引脚图如图一所示：

　　放大电路介绍

　　放大电路是指增加电信号幅度或功率的电子电路。应用放大电路实现放大的装置称为放大器。它的核心是电子有源器件，如电子管、晶体管等。为了实现放大，必须给放大器提供能量。常用的能源是直流电源，但有的放大器也利用高频电源作为泵浦源。放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。输入信号的作用是控制这种转移，使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。

　　现代电子系统中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路为基础。20世纪初，真空三极管的发明和电信号放大的实现，标志着电子学发展到一个新的阶段。20世纪40年代末晶体管的问世，特别是60年代集成电路的问世，加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。

　　现代使用最广的是以晶体管（双极型晶体管或场效应晶体管）放大电路为基础的集成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。

　　运算放大器电路原理图

　　运算放大电路的原理图如图二所示：

　　如上图所示，4、7引脚分别接负正9V电源为AD620提供双电源供电，所以VOUT电压是处于正负9V之间，但因为AD620不是轨到轨运放，所以VOUT不能达到正负9V。3、2引脚分别是差模输入信号的正负输入端，其与地之间接一个10K的电阻是为AD620提供偏置电流。5引脚是参考端，有VOUT=（VIN+-VIN-）G+REF，我们这里将参考端接地。1、8之间串联的电阻是为改变电路增益，这里将两个390R的电阻并联，并联后的阻值为195R，所以此放大电路的电压增益为G =49.4 KΩ/195R + 1，G=254.3。6引脚是放大电路的输出端。

　　该运算放大电路的仿真结果如下图所示：

　　以看出，输入电压的幅度为20mv，经过放大电路放大后的电压幅度为5.08v左右，放大倍数为25402.008.5，这和设计的放大倍数G=254.3相差很小。