在之前的文章（《了解共模抑制和儀表放大器》）中我們簡單描述了三運放儀表放大器(INA) 的內(nèi)部工作原理，我們找到了造成總CMR 誤差的主要原因,。如果看一下相同器件的共模范圍,，您就會發(fā)現(xiàn)事情并沒有那么簡單。在INA 所有的性能特性中，最令人費解的特性就是共模范圍要求。那么，設(shè)計人員該如何計算儀表放大器的共模范圍呢,？下面來看一下INA 的輸入/增益過載條件。 

     當談及儀表放大器的共模范圍時,，輸入/增益過載條件會導(dǎo)致嚴重的問題,。要知道當輸入信號超過INA 的輸入范圍時輸入/增益過載并非是必備的條件。圖1中的INA 有三個基本的節(jié)點,，這三個節(jié)點會引起輸入/增益過載問題,。需要引起注意的臨界電壓電平位于儀表放大器(V_IN+ 和V_IN-)輸入引腳、A₁ 和A₂ (V_O-A1 與V_O-A2) 輸出電平以及A₃ (V_OUT) 輸出擺幅,。工作時謹記這三個概念您就會發(fā)現(xiàn)進入INA 的輸入信號會產(chǎn)生一個錯誤的輸出信號,，但不會超出器件正常的輸出范圍。

圖1三運放儀表放大器

    需要注意的第一個條件是施加到儀表放大器的輸入電壓（V_IN+ 與V_IN）（請參見圖1）,。該電壓等于共模輸入電壓加上或減去差動輸入信號,。A₁ 和A₂ 的輸入級會限制這兩個輸入電壓的范圍。最大和最小輸入電壓極限值因器件不同而不同,，因此需要查詢產(chǎn)品說明書以獲得最準確的信息并注意您的電源電壓,。

    第二、V_IN+ 和V_IN- 輸入電壓和A₁ 及A₂ 增益的組合會導(dǎo)致內(nèi)部輸出電壓上升或下降,。請注意,，A₁ 和A₂ 級不具有輸入共模電壓(V_CM)。如果A₁ 和/或A₂ 的輸出電壓(V_O-A1 和/或V_O-A2)超出了內(nèi)部輸出擺幅限制,，就會出現(xiàn)輸入/增益過載條件,。我們可以直接對該條件進行測量，但您需要知道V_O-A1 和V_O-A2的極限值,，然后計算您是否在安全范圍（請參見圖1 公式）,。

     INA 輸入端上的范圍內(nèi)電壓可驅(qū)動一個或兩個A₁ 和A₂ 至其正（或負）輸出擺幅極限就是該輸入/增益過載條件一個例子。在該條件下,，A₃ 將測量到一個錯誤的差動電壓,。該錯誤電壓加上參考至INA 的電壓是不正確的，且很可能位于A₃ 的輸出范圍,。

    就輸入/增益過過載條件而言,，第三也是最后一個要注意的地方就是儀表放大器的輸出(V_OUT)。A₃輸出限制與所有放大器相似,。例如,，在單電源環(huán)境中，輸出擺幅將永遠也無法跨躍至電壓軌,。請參見器件的產(chǎn)品說明書了解與這些極限有關(guān)的信息,。

     如果您忽略內(nèi)部A₁ 和A₂ 輸出級的細微差別，那么三運放INA 的共模行為可能會讓您大吃一驚,。所有放大器的輸出電壓都與整個INA線性共模輸入范圍相關(guān)――輸入和輸出,。大部分產(chǎn)品說明書都提供了輸入/增益過載條件影響的圖示。現(xiàn)在您可以使用本文的知識來理解并使用這些圖片來發(fā)揮您的優(yōu)勢了,。