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(hào)，能夠?qū)?lái)自傳感器的整個(gè)信號(hào)路徑以差分信號(hào)的形式傳送給ADC,。這種方法提供了顯著的性能優(yōu)勢(shì),，因?yàn)椴罘中盘?hào)增加了動(dòng)態(tài)范圍,，減小了交流聲，并且消除了對(duì)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(huì)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(jì)差分輸出儀表放大器的通用方法

圖2 設(shè)計(jì)差分輸出儀表放大器的改進(jìn)方法

　　圖2所示是一個(gè)沒有上述缺陷的差分輸出儀表放大器原理圖,。這種設(shè)計(jì)充分利用了這樣的特性，儀表放大器的輸出實(shí)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(huì)在輸出信號(hào)中增加失調(diào)、漂移或噪聲,。這里的應(yīng)用技巧是在兩個(gè)引腳之間加入了一個(gè)增益為-1的反相器,。

　　輸入電壓是V時(shí)，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(guò)向運(yùn)算放大器的同相端輸入端施加+2.5V信號(hào)來(lái)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(duì)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(duì)兩個(gè)輸出端的影響同相,，因此它們僅對(duì)共模輸出有貢獻(xiàn),，會(huì)被ADC抑制掉。

圖3 性能波形圖

圖4 差分輸出信號(hào)說(shuō)分析

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