LT1167是新一代仪器放大器，旨在取代上一代单片仪器放大器以及分立、多运放解决方案。仪表放大器与运算放大器的不同之处在于它们可以放大非接地参考的输入信号。仪表放大器的输出参考与输入无关的外部电压。相反，运算放大器的输出电压，由于其反馈的性质，参考差分和共模输入电压。

单独的接地基准和LT1167仪表放大器的高CMRR降低了输入共模电压对输出信号的影响。运算放大器和大多数仪表放大器的闭环增益由电阻比设定;LT1167的增益由一个外部电阻的绝对值设定。增益误差取决于一个外部电阻器与LT1167内部激光修整电阻器值的比值，该值被修整到优于0.1%。一旦设定了增益，当输出电压或输出电流发生变化时，它将保持恒定。增益随输出摆幅的任何变化都表现为增益非线性。

增益误差、电压偏置和CMRR等参数是修整的函数。增益非线性不能被修剪;这是精心设计和模具布置的作用。使用常见的质心几何形状和等温布局消除了由于模具应力和热梯度造成的误差。如果做得不正确，世界上所有的修剪都不会提高性能。

输入保护

仪表放大器必须在恶劣的环境中生存。LT1167不仅在处理(断电)期间必须承受ESD，而且还必须在操作期间承受过高的电压。LT1167的输入端从每个输入端到电源端都有低泄漏的内部二极管。这些二极管的最大额定电流为20mA，并在输入电压超过电源轨时保护IC。当外部20k电阻与每个输入串联时，精度和不可破坏性结合在一起。由于来自LT1167的320pA偏置电流乘以20k输入电阻仅贡献6.4μV的额外偏置，因此几乎没有偏置电压损失。使用20k电阻，LT1167可以处理±400VDC输入故障和超过4kV的ESD尖峰。符合IEC 1004-2 2级欧洲标准。

低噪声电压7.5nV /赫兹是通过在输入级空转0.9mA电源电流的大部分来实现的。由于使用了超级晶体管、电流抵消电路和微调，输入偏置电流不会受到损害。室温下，LT1167的输入偏置电流仅为350pA，优于JFET输入级;它不会每增加10°C就翻一番。LT1167还对关键直流参数进行了修整，例如输入偏置电压和CMRR。这些修剪允许放大器实现非常高的直流精度;总输入参考偏置电压仅为60μV, CMRR优于110dB，增益为10。最坏情况下输入偏置增益为1;质优级保证电流小于240μV。LT1167提供8引脚PDIP和SO封装，与分立设计相比节省了大量电路板空间。有了这些优点，LT1167将很容易地进入许多应用。

“自己动手”——分立与单片LT1167误差预算分析

LT1167提供的性能优于“滚动你自己的，”三运放分立设计。放大和缓冲桥式换能器差分输出的典型应用如图1所示。放大器的增益设置为100，在工业温度范围内放大20mV的差分满量程输出电压。分立仪器放大器采用最佳精度，低功耗，超级四倍运放，LT1114。这一比较表明，LT1167优于使用最先进运放的分立仪表放大器。表1中的误差预算比较显示了如何计算各种误差，并参考电桥的满量程输出20mV。表中显示，LT1167和离散解决方案之间的一些最大误差差异是输入偏置电压，输入偏置电压漂移和CMRR。为了匹配LT1167的CMRR性能，需要提供0.02%匹配的昂贵精密电阻阵列。LT1167解决方案的总误差远低于离散解决方案。与分立设计相比，LT1167还有其他优点，包括更低的功耗、更低的组件成本和更小的尺寸。明显的优势属于LT1167。

LT1167 vs竞争对手

与分立解决方案相比，关于LT1167所说的也适用于以前的IC仪表放大器。电路设计和公共质心布局的改进大大提高了CMRR, PSRR，增益误差和非线性。

在单位增益的最坏情况下，LT1167的CMRR提高了10dB, PSRR提高了20dB。增益误差优于0.1%的所有增益到100，这是2.5倍到5倍的改进比以前的ic。即使在输出必须驱动重负载时，由于公共质心布局的改进，这种增益误差也保持不变。LT1167即使在重载行驶时也能保持优异的性能。图2是LT1167在增益为1000的情况下行驶1k负载的照片。图3是在相同条件下的上一代IC仪表放大器。您可以看到为什么为旧的ic指定了10k的负载电阻而不是1k的电阻。

低I(B)有利于高阻抗桥，降低耗散

LT1167的低供电电流，低供电电压工作和低输入偏置电流(最大350pA)使其能够很好地适应电池供电的应用。低整体功耗需要使用高阻抗电桥。图4显示了连接到3k欧姆桥的差分输出的LT1167。电桥的阻抗几乎比误差预算表中使用的电桥的阻抗高一个数量级。皮安输入偏置电流仍将使偏置电流引起的误差保持在可忽略的水平。LT1112电平将LT1167的参考引脚和ADC的接地引脚移到地面以上。这在单电源应用中是必要的，因为输出不能摆动到地。LT1167和LT1112的综合功耗仍然小于桥的。该电路的总供电电流仅为3mA。

ADC信号调理

如图5所示，LT1167将差分信号转换为单端信号。然后用无源一阶RC低通滤波器滤波单端信号，并将其应用于LTC1400 12位数字转换器(ADC)。LT1167的输出级可以轻松驱动ADC的小标称输入电容，保持信号的完整性。图6显示了放大器/ADC输出的两个fft。图6a和图6b分别显示了LT1167在单位增益和增益为10时的工作结果。这导致典型的SINAD为70.6dB。

电流源

图7展示了一个简单、精确、低功耗的可编程电流源。跨引脚2和3的差分电压在R(G)上镜像。通过R(G)的电压被放大并施加在R1上，定义输出电流。从引脚5流出的50μA偏置电流由LT1464 JFET运算放大器缓冲，使电流源的分辨率提高到3pA。

神经冲动放大器

LT1167的低电流噪声使其成为具有毫欧源阻抗的ECG监视器的理想选择。图8中的电路充分利用了LT1167放大器的高增益和低噪声特性，展示了LT1167放大低电平信号的能力。该电路放大从LT1167引脚2和3处接收到的低电平神经冲动信号。R(G)与R3和R4的并联组合设置增益为10。LT1112引脚1上的电位为共模信号创建一个接地。LT1167 110db的高CMRR确保了所需的差分信号被放大，而不需要的共模信号被衰减。由于信号的直流部分不重要，R6和C2组成0.3Hz高通滤波器。LT1112引脚5处的交流信号通过R7/R8 + 1设置的101增益放大。C3和R7的并联组合形成一个低通滤波器，在频率高于1kHz时降低该增益。

在0.9mA的电源电流下工作在±3V的能力使LT1167成为电池供电应用的理想选择。该应用的总电源电流为1.7mA。必须在这个电路中增加适当的保护措施，例如隔离，以保护病人免受可能的伤害。

结论

LT1167仪表放大器提供最佳的精度，最低的噪声，最高的容错性，加上单电阻增益设置提供的易用性。LT1167提供8引脚PDIP和SO封装。SO比分立设计使用更少的板空间。LT1167具有这些优点，并且能够在0.9mA的静态电流下在宽范围的电源电压上工作，适用于广泛的应用。