为什么仪表放大器要使用两个级？

当我们有一个两级仪表放大器时，如下所示。

为什么我们需要两个运算放大器的第一级？我们不能只将V1和V2输入到差分放大器吗？

与单个运放差分放大器相比，3运放设计具有三个主要优势。

1. 输入阻抗要高得多，因为输入直接驱动到运算放大器输入而不是电阻分压器。
2. 可以通过改变单个电阻器来设置增益，因此关键部件可以通过单个外部电阻器轻松地集成到一个芯片上（最大化对称性）以设置增益。
3. 在高增益配置中，共模抑制要好得多，因为第一级的增益有效地乘以第二级的共模抑制。

请注意，总的来说，使用特定的仪表放大器芯片比尝试自己使用单独的零件构建更好。将所有内容都放在一个芯片上可以改善对称性，从而改善共模抑制性能。

$T\Omega$

除了输入阻抗问题外，两级增益还提供了​​更好的频率响应。

存在是一个单级，高输入阻抗，差分放大器。

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

如果没有Rg，则增益为（f + 1）。Rg可用于增加增益。

但是，与3放大器版本相比，它的性能有所下降。

a）开环增益较小，因此很高的增益不稳定
。b）两个信号路径具有不同的相移，因此共模抑制仅适用于低频。您可以通过策略性地放置电容器来改善这一点，尽管
c）在低增益时，共模范围受到电源裕量的限制
d）正确绘制比3放大器版本更复杂。直到最近，我才创建了一个助记符来从内存中将电阻器放置在正确的位置。

但是，如果只剩下2个放大器，那么它确实可以工作。它确实允许您使用单个可变电阻器来控制增益，就像3放大器版本一样，但是不幸的是，只有3 amp版本，该电阻器是浮动的。

上面的答案是可靠的，但我想补充一点。考虑差分放大器：

当人们想要改变放大器增益（例如，利用ADC的最大分辨率）时，必须通过机电可调电阻器来完美地同步调节两个值K⋅R的电阻器，因此，这些电阻器的轻微跳动或磨损会导致失衡在这两个电阻的阻值之间，则不会导致共模因数被忽略。通常，前一阶段的共模（例如，惠斯通电桥）比差模大得多，然后会导致错误的测量。