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简介
数据收集体系(DAQ)在许多职业运用广泛，例如研讨、剖析、规划验证、制作和测验等。这些体系与各种传感器接口，然后给前端规划带来应战。有必要考虑不同传感器的灵敏度，例如，体系或许需求衔接最大输出为10 mV和灵敏度为微伏以下的负载传感器，一起还要衔接针对10 V输出而预调度的传感器。只要一个增益时，体系需求具有十分高的分辨率来检测两个输入。即便如此，在最低输入时信噪比(SNR)也会受影响。
在这些运用中，可编程增益外表放大器(PGIA)是合适前端的解决方案，可习惯各种传感器接口的灵敏度，一起优化SNR。集成PGIA可完成杰出的直流和沟通标准。本文评论各种集成PGIA及其优势。文中还会评论相关约束，以及为满意特定要求而构建分立PGIA时应遵从的辅导准则。
集成PGIA
ADI公司的产品系列中有许多集成PGIA。集成PGIA具有规划时刻更短、尺度更小的优势。数字可调增益经过内部精细电阻阵列完成。为了优化增益、CMRR和失调，能够对这些电阻阵列进行片内调整，然后取得杰出的全体直流功能。还能够运用规划技巧来完成紧凑的IC布局，使寄生效应最小，并供给超卓的匹配，发生杰出的沟通功能。因为这些长处，如果有契合规划要求的PGIA，强烈建议挑选这样的器材。表1列出了可用的集成PGIA以及一些要害标准。
| AD825x | AD8231 | LTC6915 | |
| 增益设置 | 1, 2, 5, 10 (AD8250) 1, 2, 4, 8 (AD8251) 1, 10, 100, 1000 (AD8253) | 1到128，步长为6 dB | 1到4096，步长为6 dB |
| CMRR (G = 1) | 80 dB | 80 dB | 125 dB |
| 增益漂移 | 10 ppm/°C | 10 ppm/°C | |
| 静态电流 | 4.5 mA | 4 mA | 2 mA |
| 带宽 | 10 MHz | 2.7 MHz | 200 kHz |
| 树立时刻 | 0.78 µs | 4 µs | |
| 失调电压(G=1) | 1.05 mV | 45 µV | 10 µV> |
| 失调电压漂移 | 6.2 µV/°C | 50 nV/°C | 50 nV/°C |
| 输入偏置电流 | 50 nA | 500 pA | 10 nA |
| 噪声 (G=1) | 45 nV/√Hz | 66 nV/√Hz | 2.5 μV峰峰（0.1 Hz至10 Hz） |
| 增益非线性 | 6 ppm | 3 ppm | 15 ppm |
| 轨到轨输入 | 否(–Vs+1)至(+Vs–1.5) | 是（超出供电轨0.2 V） | 是 |
PGIA的挑选取决于运用。AD825x因为具有快速树立时刻和高压摆率，在多路复用体系中十分有用。 AD8231 和 LTC6915选用零漂移架构，适用于需求在很宽温度范围内供给精度功能的体系。
还有许多器材集成多路复用器、PGIA和ADC以构成完好的DAQ解决方案。实例有 ADAS3022, ADAS3023 和 AD7124-8.
| ADAS3022 | ADAS3023 | AD7124-8 | |
| 描绘 | 16位、1 MSPS、8通道DAQ体系 | 16位、8通道同步采样DAQ体系 | 集成PGA和基准电压源的8通道、低噪声、低功耗24位Σ-Δ型ADC |
| 增益设置 | 0.16, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6, 3.2, 6.4 | 0.2, 0.4, 0.8, 1.6 | 1到128，步长为6 dB |
| CMRR (G=1) | 90 dB | 95 dB | 85 dB |
| 增益漂移 | 0.1 ppm/°C | 1 ppm/°C | 2 ppm/°C |
| 功耗（最大增益） 转化速率（最大通道数） |
12 mA 125 kSPS |
10.5 mA 125 kSPS |
1.2 mA 19.2 kSPS (full power) |
这些解决方案的挑选首要取决于输入信号源的标准。AD7124-8针对需求极高精度的慢速运用而规划，例如温度和压力丈量。ADAS3022和ADAS3023适用于相对较高带宽的运用，例如进程操控或电力线监控，但其功耗高于AD7124-8。
完成分立PGIA
一些体系或许有一两个标准是上述集成器材无法满意的。一般，若存在以下要求，则用户需求运用分立器材构建自己的PGIA：
- 需求更高带宽的多路复用体系，扫描速率十分高
- 超低功耗
- 体系需求定制的增益或衰减
- 高阻抗传感器的低输入偏置电流
- 极低噪声
规划分立PGIA常用的办法之一是运用具有所需输入特性的外表放大器，例如低噪声AD8421，并调配一个多路复用器来切换增益电阻以改动增益。
