精密仪表放大器AD8221

    在前面的博客中，我曾经向大家提到过精密仪表放大器AD620与ADG1611构成的仪表放大电路，为此我在这期的博客中向大家同样的仪表放大器AD8221。

    在将仪表放大器之前，我们先从仪表放大器的概念说起，仪表放大器是一种精密差分电压放大器，它源于运算放大器,且优于运算放大器。仪表放大器把关键元件集成在放大器内部，其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点，是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件，具有差分输出和相对参考端的单端输出。与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定，而仪表放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。

    AD8221是一款增益可编程、高性能仪表放大器，在业界同类产品中，其相对于频率的共模抑制比(CMRR)最高。当今市场上，仪表放大器的CMRR在200 Hz时会衰减。与之相比，在G = 1、频率最高为10 kHz时，AD8221所有等级产品的CMRR均保持最低为80 dB。相对于频率的高共模抑制比(CMRR)使得AD8221可以抑制宽带干扰和线性谐波，从而大大简化了滤波要求。可能的应用包括精密数据采集、生物医学分析和航空航天仪器。

    以下是我们在实际电路设计中，利用AD8221去调理毫伏级的差分输入信号，最终将输入信号调理成5V的信号，具体调理电路如下所示：

    上面的电路，考虑到增益的可调性，我们备份了一个电阻，保证增益的可调，后一级的电路我们主要用来放大信号，使得最后输出信号为0~5V信号。

    相对于以前我们曾经提到的AD620，AD8221有如下的优势：

(1)、节省空间的MSOP封装，适用于那些对空间要求比较严格的场合；

(2)、峰峰值输入噪声性能好；

(3)、频率的共模抑制比高，是同类业界产品中，频率的共模抑制比最高的。同时在200Hz时不会发生衰减（市场上的同类产品就达不到这个要求）；频率的共模抑制比的特性看详细简洁；

(4)、峰峰值输入噪声性能好；

(5)、交流特性方面要明显拥有很强的优势。

    相对于AD620，AD8221也有一个缺点，也是我在参加本次项目设计时的体验：当今许多ADC和数字IC都采用电压很低的单电源供电，因此将±10V单端仪表放大器与±5V ADC接口会是个难题，需要进行衰减和电平转换处理。另外，如果要用到差分输入的ADC器件，还需采用单端转差分的方式达到目的。

    以上对于精密运算放大器AD620和AD8221的使用感受，但愿给精密运算放大器电路设计有些迷茫的朋友带来些帮助。希望大家多多支持！