采用先進(jìn)技術(shù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)能夠接收差分輸入信號,，能夠?qū)碜詡鞲衅鞯恼麄€信號路徑以差分信號的形式傳送給ADC,。這種方法提供了顯著的性能優(yōu)勢，因為差分信號增加了動態(tài)范圍,，減小了交流聲,，并且消除了對地噪聲。

　　圖1(a)和1(b)所示的是兩種常見的差分輸出儀表放大器電路,。前者提供單位增益,，后者提供了2倍增益。但是,，與單端輸出的儀表放大器相比,，這兩種電路都會受到增加噪聲、失調(diào)誤差,、失調(diào)漂移,、增益誤差和增益漂移的影響。

圖1 設(shè)計差分輸出儀表放大器的通用方法

圖2 設(shè)計差分輸出儀表放大器的改進(jìn)方法

　　圖2所示是一個沒有上述缺陷的差分輸出儀表放大器原理圖,。這種設(shè)計充分利用了這樣的特性,，儀表放大器的輸出實際上是其輸出引腳(Vo)與參考引腳(Vref)之間的差，保持了增益,，且不會在輸出信號中增加失調(diào),、漂移或噪聲。這里的應(yīng)用技巧是在兩個引腳之間加入了一個增益為-1的反相器,。

　　輸入電壓是V時,，輸出電壓(V o-V ref)也應(yīng)該等于V。參考引腳的電壓與輸出引腳的電壓極性相反,。為了滿足(V o-V ref)=V,，輸出必須為V o="V" in/2， V ref="-V" in/2,。通過向運(yùn)算放大器的同相端輸入端施加+2.5V信號來設(shè)置其共模輸出電平,。運(yùn)放在節(jié)點(diǎn)B產(chǎn)生+2.5V電壓。從而,，如果對輸入端施加+1V電壓,，那么節(jié)點(diǎn)A產(chǎn)生+3V電壓，并且節(jié)點(diǎn)C則為+2V，因此,，輸出為+0.5V以上和+2.5V以下,。(Vo-Vref)的誤差僅是由儀表放大器引起的。由反相放大器和電阻器引起的誤差諸如失調(diào)電壓,、噪聲和增益誤差對兩個輸出端的影響同相,，因此它們僅對共模輸出有貢獻(xiàn)，會被ADC抑制掉,。

圖3 性能波形圖

圖4 差分輸出信號說分析

　　圖3是一張性能波形圖,，上面的波形是一個2Vp-p,、1kHz輸入,，下面是兩個1Vp-p、1kHz差分輸出信號的波形,，輸出共模電壓為+2.5V,。圖4示出的是差分輸出信號的譜密度性能圖，儀表放大器的輸入信號為2Vp-p,，1kHz,。