高性能数据采集系统可以大致的被分为两类：1）低频高分辨率2）高频低分辨率。有关低频高分辨率的系统，为了达到最优性能前端放大器一般采用仪表放大器。基本上，一个仪表放大器可以看做由三个独立的放大器组成，该放大器的两个输入端有独立的缓冲和输入阻抗，所以该放大器可以在低频高精度的测量系统中得到很好的应用（见图2）。使用低频高精度的仪器放大器时，由于过于复杂，系统稳定性很难达到。
            

 输出放大器（包括R3和R2）是一个典型的差分放大器电路，其增益等于R3/R2、差分输入电阻等于2(R2)。两个输入放大器可以看做单位增益的缓冲器（把Rgain去掉后），整个放大器可以当做（设Rgain=无穷）增益为R3/R2的缓冲差分放大器（由上面的等式得到）。在两个输入放大器的反向端加入Rgain电阻后，输入信号差分增益增加而共模增益始终为1。这样可以提高电路的CMRR同时也使电路可以采集更大的共模信号。理想情况下，仅使用一个Rgain电阻增大整个电路的增益，相对于使用成对电阻，特别是在高增益电路中，这样可以消除电阻阻值匹配问题。这就是一个仪表放大器（使用一个Rgain结构）给系统设计带来的宽范围的灵活性。在图2中Rgain电阻可以使用程控开关选择多路电阻来代替，这样当系统增益需要调整时，相对于采用“成对电阻”依然有很好的灵活性。理想地，当Rgain的电压差为零（如果所有电阻是匹配的）、放大器输入电压偏置为零和放大器输入共模增益是匹配时，系统共模增益为零。
 

当然，宽范围的多种增益对设计是有重大意义的。记住，一个简化的单级放大器有一个恒定的增益带宽，比如，放大器在单位增益下带宽是1MHz （GBW= (1) (1MHz) =1MHz），如果放大器的增益被增大至10，那么理想情况下，它的带宽会减小至100kHz。在保持总数不变的情况下，每次增益的增加都会减小其带宽。图3示意了仪表放大器CLC1200在频率变化下典型的增益变化。在单位增益下CLC1200的带宽大约是1MHz，如果增益变为10，带宽会减小至100KHz，如果增益变为100，则带宽减小至10kHz，如果增益变为1000，带宽变为1kHz。但是在这个例子中，在增益为10的情况下，带宽大约是500kHz， 增益为100时带宽为100kHz，增益为1000时带宽为10kHz。当然，实际情况下，在GBW恒定时，对于一个单极点响应放大器的增益从1-1000变化是不可实现的。因此，传递函数中剩余的极点会导致在闭环响应中的额外尖峰，这对系统的误差裕量有影响，必须要控制。
 

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