Texas Instruments INA851全差分儀表放大器是具有全差分輸出的高精度儀表放大器。INA851優化用于驅動具有全差分輸入的現代高性能模數轉換器 (ADC) 輸入。該放大器可在非常寬的單電源或雙電源電壓范圍內運行。可通過短接或懸空兩個引腳，將器件的輸出級增益設置為0.2或1。可通過單個外部電阻器在1到10,000范圍內設置輸入級增益。

數據手冊：*附件：Texas Instruments INA851全差分儀表放大器數據手冊.pdf

TI INA851全差分儀表放大器采用了超級β輸入晶體管，可提供非常低的輸入偏置電流和低輸入參考電流噪聲。該器件采用先進的制造工藝，具有超低的電壓噪聲、輸入失調電壓和失調電壓漂移。附加電路可保護INA851輸入免受超過電源電壓多達±40V的過壓影響。此外，該器件輸出具有內置鉗位電路，可保護ADC或下游器件免受過驅損壞。

INA851非常適合在單電源（最小8V，最大36V）或雙電源（最小±4V，最大±18V）供電的情況下運行。

特性

• 可使用外部電阻器在G = 0.2至10,000的范圍內對增益進行編程
• 具有集成鉗位的全差分輸出
• 低失調電壓：10μV（典型值），35μV（最大值）
• 低偏置漂移：0.1μV/°C（典型值），0.3μV/°C（最大值）
• 低輸入偏置電流：5nA（典型值）
• 輸入級噪聲：3.2nV/√Hz、0.8pA/√Hz
• 高帶寬：在G = 0.2時為22MHz， 在G = 1時為15MHz
• 共模抑制：在G = 10時為106dB（最小值），在100 ≤ G ≤ 1000時為120dB（最小值）
• 電源抑制：在G = 1時為110dB（最小值）
• 電源電流：6mA（典型值）
• 輸入過壓保護：超出電源電壓達±40V
• 供電范圍：
  • 單電源：8V至36V
  • 雙電源：±4V至±18V
• 指定溫度范圍：-40°C至+125°C
• 16引腳VQFN微型封裝

ADC驅動器應用

詳細原理圖

框圖

德州儀器INA851全差分儀表放大器技術解析與應用指南?

?一、核心特性與行業定位?

1. ?創新架構?
   • 業界首款集成全差分輸出的精密儀表放大器，采用電流反饋輸入級+四電阻差分輸出級架構
   • 輸入級增益GIN通過外部電阻RG可編程（0.2-10,000 V/V），輸出級增益GOUT可選0.2或1 V/V
   • 超低噪聲：3.2 nV/√Hz電壓噪聲密度，0.8 pA/√Hz電流噪聲密度
2. ?精密性能?
   • 超低偏移：輸入級10 μV（典型值），輸出級150 μV（G=1時）
   • 低溫漂：0.1 μV/°C輸入級漂移，5 μV/°C輸出級漂移
   • 卓越線性度：±5 ppm非線性（G=1時）
3. ?防護特性?
   • ±40V輸入過壓保護（超越電源軌）
   • 集成輸出鉗位電路（VCLAMP±引腳），可保護下游ADC

?二、關鍵參數解析?

?三、典型應用設計?

?1. PLC模擬輸入模塊?

• 采用530Ω增益電阻實現12.375倍總增益
• VOCM引腳配置為2.5V匹配ADC共模電壓
• 47.4Ω+510pF濾波器抑制ADC電荷注入

?2. 高精度ADC驅動?

?優化方案?：

• 反饋電容（CFB 100pF）提升相位裕度
• 47.4Ω+510pF差分濾波器改善THD性能
• 實測驅動ADS127L11時達107.2dB SNR（Sinc4濾波器）

?四、設計注意事項?

1. ?熱管理?
   • 熱阻θJA=47.3°C/W，需將散熱焊盤連接至VS-平面
   • 滿負載時芯片溫升需控制在25°C內
2. ?布局規范?
   • RG電阻需緊貼器件引腳（間距<5mm）
   • 輸入走線對稱布置，長度偏差<1mm
   • 電源去耦電容（0.1μF）距電源引腳<3mm
3. ?輸出鉗位配置?
   • VCLAMP±電壓需比VS±低至少1.5V
   • 典型值：VCLAMP+=5V, VCLAMP-=0V（驅動5V ADC時）

?五、選型對比?