ANALOG DEVICES CN-0146 Service Manual

电路笔记电路笔记

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利用四通道单刀单掷开关 ADG1611 和仪表放大器 AD620 构建

低成本可编程增益仪表放大器电路

电路功能与优势

数转换器(ADC)的输入信号电平。为使 ADC 发挥最佳性能，
最大输入信号应与其满量程电压匹配。这可以通过一个可编
程增益放大器电路来实现。

本电路利用一个四通道单刀单掷开关(
可编程仪表放大器(

AD620)提供可编程增益功能。

ADG1611)和一个电阻

CN-0146CN-0146

连接/参考器件 连接/参考器件

1 Ω 导通电阻、±5 V 四通道单刀单掷
开关

精密仪表放大器

精密仪表放大器

，从而设置增益值。 具有宽动态范围的数据采集系统常常需要某种方法来调整模

G

（典型值 1 Ω），并且提供最小的 16 引

或

ADG1611

AD620

AD8221

4006-100-006

四个单刀单掷开关与四个精密电阻相连，利用这些开关便可
控制外部增益设置电阻值R

在本应用中，低开关导通电阻至关重要，ADG1611 具有业界
最低的导通电阻R
脚、4 mm × 4 mm LFCSP封装。

本电路采用业界标准低成本 AD620 和四通道开关 ADG1611
组合，可实现无与伦比的性能，并提供可编程增益特性以及
精密仪表放大器的所有优势。

ON

图

1.

可编程增益仪表放大器电路（原理示意图：未显示所有连接和去耦）

Rev.0
“Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices
engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction
of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab
environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit
and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in
no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or
punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any “Circuit from the
Lab”. (Continued on last page)

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CN-0146

电路笔记

电路描述

图 1 显示该可编程增益仪表放大器电路，它由具有超低导通
电阻R

AD620 和 4 个 0.1%标准电阻构成。

ADG1611 具有超低导通电阻特性，对于低导通电阻、低失真

性能至关重要的增益开关应用堪称理想解决方案。AD620 是
一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个接在引脚 1 和
8 上的外部电阻R

设计人员利用ADG1611 和AD620 组合，可以通过开关R
不同增益设置电阻来控制AD620 的增益。本电路提供一种低
功耗、低成本的可编程增益仪表放大器解决方案。

选择开关S1、S2、S3 和S4 的不同组合来改变R
增益。通过ADG1611 并行接口可以控制 16 种可能的增益设
置。AD620 的增益通过引脚 1 与引脚 8 之间的电阻进行编程
设置。AD620 旨在利用 0.1%至 1%容差电阻提供精确的增益。

利用下式很容易计算其增益：

的±5 V四通道单刀双掷开关、业界标准仪表放大器

ON

来设置增益，增益范围为 1 至 10,000。

G

，便可改变

G

的

G

随温度变化所引起的增益误差。

图2.开关

实验室中的测试电路包括一种自动开关模式，可以自动将增
益从 1 切换至 50、100、500、1000，然后再回到 1。

图 3 显示增益从 50 依次切换到 1000 时的电路波形。

RON

随温度变化所引起的增益误差

图 1 所示是要求增益为 1、50、100、500 和 1000 的电路设置。
表 1 显示ADG1611 的控制引脚IN1 至IN4，其可控制ADG620
的引脚 1 与引脚 8 之间的电阻。该电路利用标准 0.1%电阻来
实现下面的增益设置。表中还显示信号链中加上ADG1611 的
导通电阻之后所获得的增益，以及温度如何影响增益。
ADG1611 开关具有超低导通电阻，十分理想，因为R

，并且R 随温度的变化非常小。图 2 显示ADG1611 R

于R

G ON ON

ON

远小

图3.显示增益从50依次切换到

1000的AD620

输出

表 1. 85°C 时 ADG1611 的增益设置和误差百分比计算值

IN1 IN2 IN3 IN4 电阻值(Ω)

0 0 0 0 ∞ 1 ∞ 1 0

0 0 0 1 1010 49.91 1011 49.85 0.039
0 0 1 0 499 100 500 99.8 0.079
0 1 0 0 98.8 501 99.8 496 0.394

1 0 0 0 49.3 1003 50.3 983 0.773
1 1 1 1 29.9 1653 30.3 1631 1.331

增益设置
（不含开关）

包括开关的总电阻(Ω)

增益设置 85°C时开关R
（含 ADG1611）

的误差漂移%

所引起

ON

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