图1所示电路采用 digiPOT+系列数字电位计 AD5292 和仪表放大器 AD8221 ，提供一种低成本、高电压、可编程增益仪表放大器。

图1. 可编程增益仪表放大器（原理示意图：未显示去耦和所有连接）

该电路提供1,024种不同增益设置，可通过SPI数字接口控制。AD5292具有±1%电阻容差性能，可在整个电阻范围内提供低增益误差，如图2所示。

图2. 增益误差与码的关系

本电路提供一种高性能仪表放大器，在业界同类产品中，具有相对于频率的最高共模抑制比(CMRR)和动态可编程增益，既可采用+30 V单电源供电，也可采用±15 V双电源供电。此外，AD5292内置一个20次可编程存储器，用户可以在上电时自定义仪表放大器增益。

 

本电路具有高精度、低噪声和高增益特性，非常适合信号仪表调理、精密数据采集、生物医学分析和航空航天仪表等应用。

本电路采用数字电位计AD5292和仪表放大器AD8221，提供一种总成本较低的高电压、可编程增益仪表放大器。

 

差分输入信号+IN和–IN由AD8221放大。该仪表放大器具有高精度、低噪声、高CMRR和高压摆率特性。

 

最大电路增益由公式1确定，其中 R _{AW_MIN}为AD5292在可变电阻器模式下的游标电阻，表示增益设置电阻的最小值(100 Ω)。



任意特定AD5292电阻的电路增益计算公式为：



此公式与D（十进制码）的函数关系图如图3所示。

流过AD5292的最大容许电流为±3 mA，由此限制与差分输入电压呈函数关系的容许电路增益。

公式3显示增益上限与差分输入电压 V _IN呈函数关系。将 R _AB = V _IN /3 mA 代入公式1便得到此公式，其函数关系图如图5所示。



公式1限定最大电路增益为500。通过公式2求解D可得到公式4，它计算在不超过电流限制的情况下AD5292的最小容许电阻（用数字码表示）。

其中D为载入数字电位计的码，G为公式3算出的最大增益。

 

当电路输入为交流信号时，数字电位计的寄生电容可能会导致AD8221的最大带宽降低。增益和相位图如图5所示。

AD5291 （8位、内置20次可编程上电存储器）和 AD5293 （10位、无上电存储器）均为±1%容差数字电位计，同样适合本应用。

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