1. 微弱信号放大的核心痛点与AD620的破局思路搞过传感器信号采集的人都有一个共同体会传感器输出的信号往往小得可怜。热电偶在室温下每摄氏度只输出几十微伏应变片在受力时电桥失衡产生的差分电压也就毫伏级别光电二极管的前置电流经过跨阻转换后信号幅度同样在微伏到毫伏之间徘徊。这些信号如果直接送进单片机的ADC基本等于往大海里扔了一根针——你根本捞不到有用的信息。问题的核心在于两点第一信号本身幅度太小需要放大到ADC能分辨的范围第二信号源阻抗往往不低而且伴随共模干扰。你如果用普通的同相放大器或者反相放大器去处理输入阻抗、共模抑制比、噪声性能这几个指标很难同时兼顾。这就是仪表放大器存在的意义。AD620是我这些年用得最多的仪表放大器之一原因很直接它把经典的三运放仪表放大器结构集成在了一颗芯片里而且增益只需要一颗外部电阻就能设定。它的增益公式是 G 1 49.4kΩ / Rg其中49.4kΩ是芯片内部激光校准过的电阻值Rg就是你外接的那颗电阻。这意味着什么你想要100倍增益算一下Rg大约是499Ω想要1000倍增益Rg大约是49.4Ω。一颗电阻搞定不需要配对电阻网络不需要调整反馈回路。但“一颗电阻搞定”这句话说起来轻松实际用起来坑不少。我见过太多人电路焊好了发现输出不对——要么增益偏差巨大要么输出直接饱和到电源轨要么噪声大得根本没法用。这些问题往往不是芯片本身的问题而是对AD620的内部结构、供电方式、参考端处理、布局布线理解不到位造成的。这篇文章面向的是正在做传感器信号调理、生物电信号采集、工业变送器前端这类工作的工程师或者电子爱好者。不管你是刚接触仪表放大器的新手还是用过AD620但总觉得“能用但不够稳”的老手下面这些从实际项目中积累的经验和踩过的坑应该都能帮你少走弯路。2. AD620内部架构拆解与关键参数解读2.1 三运放拓扑为什么适合微弱信号AD620的内部结构是经典的三运放仪表放大器拓扑。前级两个运放A1和A2组成差分输入对它们的反相输入端之间跨接增益电阻Rg。后级一个运放A3构成差分放大器把前级的差分输出转换为单端输出。这个结构有几个关键优势。前级两个运放的同相输入端直接连接到芯片的IN和-IN引脚输入阻抗极高典型值达到10GΩ并联2pF。对于高内阻传感器来说这一点至关重要——如果输入阻抗不够高信号源内阻和放大器输入阻抗形成分压你测到的信号幅度会大打折扣。共模抑制方面前级两个运放的处理方式使得共模信号在Rg两端不产生电流因此共模增益理论上为零。后级差分放大器进一步抑制残余共模。AD620在增益为100时的共模抑制比典型值为130dB这意味着1V的共模变化在输出端只产生约0.3μV的等效输入变化。对于工业现场那种电机、继电器频繁动作的电磁环境这个指标直接决定了你的信号能不能用。噪声性能也是AD620的强项。输入电压噪声在1kHz处典型值为9nV/√Hz0.1Hz到10Hz的低频噪声为0.28μVpp。这个噪声水平对于大多数毫伏级信号来说完全够用。但要注意噪声性能和你设定的增益有关——增益越高等效输入噪声越低因为后级噪声被前级增益“压”下去了。2.2 增益公式背后的实际计算与电阻选型增益公式 G 1 49.4kΩ / Rg 看起来简单但实际选电阻时有几个细节需要注意。首先49.4kΩ这个值是芯片内部电阻的标称值实际存在公差。AD620的数据手册给出的增益误差在G100时典型值为0.15%最大值为0.5%对于AD620B级。这意味着你算出来的Rg焊上去之后实际增益可能和理论值有偏差。如果你的应用对增益精度要求很高要么选用更高等级的AD620要么在后续电路中加入可调增益校准环节。其次Rg的选值不能太小。当Rg小于约50Ω时增益超过1000此时芯片内部的寄生参数和布线电感开始显著影响增益精度和稳定性。AD620的最大额定增益为10000对应Rg约4.94Ω但实际在这么高的增益下带宽会急剧下降到几十赫兹而且噪声增益和信号增益的差异会导致输出漂移问题。我的经验是单级增益最好控制在1000以内需要更高增益时用两级级联。下面这张表列出了常用增益对应的Rg标准电阻值E96系列1%精度目标增益理论Rg值最近E96标准值实际增益增益误差249.4kΩ49.9kΩ1.99-0.5%105.49kΩ5.49kΩ10.000%100499Ω499Ω100.00%200248Ω249Ω199.4-0.3%50099.0Ω100Ω495.0-1.0%100049.4Ω49.9Ω991.0-0.9%从表中可以看出E96系列在很多增益点上都能找到非常接近理论值的标准电阻。如果你手头只有E24系列电阻增益误差会更大一些但通过实测校准可以补偿。注意Rg的精度直接影响增益精度。1%精度的电阻在G100时带来的增益误差约为1%如果系统要求增益精度优于0.5%建议使用0.1%精度的电阻或者用两个电阻串联/并联来凑出更精确的值。2.3 单电源供电的坑与解决方案AD620的经典应用电路都是双电源供电比如±5V、±12V、±15V。但现在很多便携设备、嵌入式系统只有单电源比如3.3V或5V。这时候如果你直接把AD620的-Vs引脚接地Vs接正电源会发生什么AD620的内部电路设计决定了它的输入和输出都有一定的电压摆幅限制。在双电源供电时输入共模范围可以到负电源轨以下1.9V对于±5V供电输出可以摆到距电源轨1.1V左右。但在单电源供电时输入共模范围不能到地输出也不能到地。具体来说单电源5V供电时输入共模范围大约是1.9V到3.1V输出范围大约是1.1V到3.9V。这意味着如果你的传感器输出信号是以地为参考的比如0到10mV直接接到AD620的输入端输入共模电压为0V远低于允许的最低共模电压1.9V芯片根本无法正常工作。输出端也一样如果REF引脚接地输出想往0V走但最低只能到1.1V信号的下半部分直接被削掉了。解决方案是给AD620建立一个“虚拟地”。具体做法是用两个等值电阻比如10kΩ从电源分压得到Vcc/2再通过一个运放缓冲后接到AD620的REF引脚。同时传感器的输出也需要偏置到这个Vcc/2电平上。这样AD620的输入共模电压就在Vcc/2附近输出也以Vcc/2为中心摆动整个信号链就正常了。这个偏置电路看起来简单但实际布线时要注意分压电阻的阻值不能太大否则噪声和漂移会通过REF引脚直接耦合到输出。我一般用10kΩ配10μF电容滤波缓冲运放选低失调、低漂移的类型比如OPA333或者AD8628。3. 从原理图到PCB的实操全流程3.1 传感器接口与输入保护设计传感器和AD620之间的接口设计直接决定了整个系统的可靠性和精度。不同类型的传感器接口方式差别很大。对于电桥型传感器应变片、压力传感器输出是差分信号直接接到AD620的IN和-IN即可。但电桥的激励电压和AD620的供电电压需要协调。如果电桥用5V激励AD620也用5V供电那么电桥输出共模电压是2.5V正好在AD620单电源供电的允许共模范围内。但如果电桥用10V激励AD620用5V供电共模电压就超范围了需要电阻分压或者用双电源供电。对于热电偶输出信号是差分电压但共模电压取决于热电偶的接地方式。如果热电偶的测量端接地共模电压可能很高需要AD620有足够的共模抑制能力。如果热电偶浮空则需要给输入端提供偏置电流回路否则输入偏置电流无处可去输出会漂到电源轨。我一般会在每个输入端对地接一个10MΩ的电阻给偏置电流提供回路同时这个电阻和AD620的输入电容形成的时间常数要远大于信号周期避免影响信号。输入保护方面AD620的输入端能承受的差分电压有限。数据手册给出的最大差分输入电压是±Vs对于双电源或者Vs到-Vs对于单电源。如果传感器可能产生超出范围的电压比如热插拔瞬间的浪涌需要在输入端串联限流电阻。但限流电阻会引入热噪声阻值越大噪声越大。我的做法是用100Ω的串联电阻配合BAV99之类的双二极管钳位到电源轨既保护了芯片噪声增加也在可接受范围内。实操心得串联电阻要放在钳位二极管之前这样正常工作时电阻上的压降很小不会影响信号。如果放在二极管之后钳位电流会流过电阻产生额外的压降和噪声。3.2 增益电阻的布局与焊接要点Rg的布局是AD620电路中最容易被忽视的细节。很多人觉得不就是一颗电阻嘛随便放哪里都行。但实际上Rg连接的是芯片内部两个运放的反相输入端这个节点对寄生电容和走线电阻非常敏感。首先Rg的走线要尽可能短最好直接跨接在引脚1和引脚8之间走线长度控制在5mm以内。走线越长寄生电感和电容越大在高增益时可能引起振荡。我见过一个案例Rg走线绕了半个板子结果增益设为1000时输出一直在振荡换了短走线之后问题消失。其次Rg的走线不要和数字信号线平行走。数字信号跳变时产生的串扰会通过Rg耦合到放大器中在输出端表现为尖峰噪声。如果实在避不开中间加一根地线做隔离。焊接方面Rg的焊点要饱满避免虚焊。虚焊会导致接触电阻不稳定增益忽大忽小。特别是用0603或0402封装的电阻时焊锡量要控制好太多会导致电阻两端短路太少则机械强度不够。我的习惯是用0.5mm的焊锡丝烙铁温度控制在320°C左右每个焊点加热时间不超过2秒。3.3 参考端REF的处理技巧REF引脚决定了输出电压的参考电平。在双电源供电时REF通常接地输出以0V为中心摆动。在单电源供电时REF需要偏置到Vcc/2输出以Vcc/2为中心摆动。REF引脚的输入阻抗约为20kΩ这意味着如果你直接用电阻分压器驱动REF分压器的输出阻抗必须远小于20kΩ否则分压比会偏离设计值。比如你用两个10kΩ电阻分压输出阻抗是5kΩ和REF的20kΩ并联后实际REF电压会比理论值低20%。正确的做法是用运放缓冲或者用两个1kΩ电阻分压输出阻抗降到500Ω对REF的影响就很小了。REF引脚的另一个关键是去耦。REF上的任何噪声都会直接出现在输出端而且不会被增益放大——它是11传到输出的。所以REF的去耦电容不能省我一般用10μF钽电容并联0.1μF陶瓷电容放在REF引脚附近。如果REF引脚悬空会怎样输出会漂到某个不确定的电平通常是正电源轨附近。因为REF内部有偏置电流悬空时这个电流会给寄生电容充电直到某个漏电路径建立平衡。所以REF绝对不能悬空。3.4 电源去耦与PCB布局实战AD620的电源抑制比在增益为1时典型值为80dB增益为100时达到120dB。这个指标看起来很好但前提是电源引脚上有良好的去耦。电源去耦的标准做法是在Vs和-Vs引脚各放一个0.1μF陶瓷电容再在电源入口放一个10μF钽电容。0.1μF电容要尽可能靠近芯片引脚引线长度不超过3mm。如果用的是双电源两个电源引脚都要这样处理。PCB布局方面AD620下面的地平面要完整不要被其他走线割裂。地平面提供了低阻抗的返回路径对共模抑制和噪声性能都有好处。如果板子是双面板底层尽量铺完整的地如果是四层板建议把AD620放在顶层第二层做完整地平面。输入走线要远离输出走线和数字走线。如果输入走线必须和输出走线交叉尽量垂直交叉不要平行。输入走线的长度也要控制越长越容易拾取噪声。对于高阻抗传感器输入走线最好用地线包围保护环减少漏电流和表面污染的影响。常见问题很多人把AD620的增益电阻Rg放在芯片背面觉得这样走线最短。但实际上过孔会引入额外的电感和电阻在高增益时可能引起问题。Rg最好和AD620放在同一面直接跨接。4. 调试过程中最常见的五个坑与排查方法4.1 输出饱和到电源轨这是新手最常遇到的问题。上电之后输出要么接近正电源要么接近负电源或地怎么调都没反应。排查思路是这样的首先用万用表测量AD620的IN和-IN引脚对地电压。如果两个引脚的电压都接近0V单电源供电时说明输入共模电压超范围了芯片内部输入级无法正常工作。这时候需要检查传感器的偏置电路确保输入共模电压在允许范围内。如果输入电压正常再测REF引脚电压。如果REF电压不对输出自然也不对。比如REF接地但输出饱和到正电源可能是REF引脚虚焊或者内部损坏。如果输入和REF都正常输出还是饱和那可能是增益设置有问题。检查Rg是否焊接良好阻值是否正确。如果Rg开路增益理论上是无穷大但实际上输出会饱和。如果Rg短路增益为1输出应该跟随输入差分电压不会饱和。还有一种可能是输入差分电压本身就超出了输出范围。比如增益设为1000输入差分电压10mV理论输出10V但供电只有5V输出自然饱和。这时候要么降低增益要么减小输入信号。4.2 增益偏差超出预期增益偏差的原因比较多需要逐一排查。首先是Rg的精度。如果你用的是5%精度的碳膜电阻增益误差可能达到5%以上。换成1%的金属膜电阻误差可以降到1%以内。如果要求更高用0.1%的精密电阻。其次是AD620本身的增益误差。AD620A级的增益误差在G100时最大为1%AD620B级为0.5%。如果你买的是A级不要期望增益精度优于1%。还有一个容易被忽视的因素是Rg走线的寄生电阻。如果Rg走线很长很细走线电阻会叠加在Rg上导致实际增益偏低。比如Rg理论值499Ω走线电阻1Ω实际增益就是149400/50099.8偏差0.2%。这个偏差不大但如果走线电阻达到10Ω偏差就接近2%了。排查方法很简单用高精度万用表测量Rg两端的实际电阻包括走线然后代入公式计算实际增益。如果和实测增益吻合说明问题在Rg如果不吻合说明AD620本身有问题。4.3 输出噪声大或振荡输出噪声大通常有两个原因一是电源去耦不良二是输入端的噪声被放大了。电源去耦的问题前面已经说过检查0.1μF电容是否靠近引脚10μF电容是否在电源入口。如果用的是开关电源供电电源纹波可能通过AD620的电源抑制比不够而耦合到输出。这时候可以在电源入口加LC滤波或者用线性稳压器给AD620单独供电。输入端噪声的问题更复杂。如果传感器本身噪声就大AD620只是如实放大那需要在传感器端做滤波。如果传感器输出干净但AD620输出噪声大可能是输入端的串联电阻太大热噪声被放大了。检查输入端的限流电阻、偏置电阻尽量减小阻值。振荡是另一个棘手问题。AD620在增益较高时如果Rg走线太长或者输入端有较大电容可能引起相位裕度不足而振荡。判断方法是观察输出波形如果看到高频正弦波或者不规则的高频毛刺基本就是振荡了。解决方法包括缩短Rg走线、在输入端串联小电阻比如100Ω隔离电容负载、在输出端串联小电阻比如50Ω隔离容性负载。4.4 共模抑制比不达标共模抑制比差的表现是当输入共模电压变化时输出跟着变化。比如传感器附近有电机启停输出出现尖峰。共模抑制比差的原因通常是输入端阻抗不匹配。AD620的共模抑制比依赖于两个输入端的外部阻抗完全相等。如果IN端串联了100Ω电阻-IN端串联了101Ω电阻共模抑制比就会急剧下降。所以输入端的任何串联电阻、滤波电容都要严格配对误差控制在0.1%以内。另一个原因是REF引脚的处理不当。如果REF引脚没有低阻抗驱动共模信号会通过REF耦合到输出。确保REF由运放缓冲或者低阻分压器驱动。还有一个容易被忽视的因素是PCB布局不对称。如果IN和-IN的走线长度差异很大或者一个走线靠近干扰源另一个远离等效的寄生参数就不对称共模抑制比会下降。布局时尽量让两条输入走线对称、等长、靠近。4.5 温漂导致读数不稳定温漂问题在精密测量中很常见。AD620的输入失调电压温漂典型值为0.1μV/°CAD620B级最大0.5μV/°C。增益为100时等效到输出端的漂移是10μV/°C到50μV/°C。如果你的ADC分辨率是1μV这个漂移就很明显了。但实际系统中的温漂往往不是AD620本身造成的而是外部电阻的温漂。Rg的温漂会直接改变增益1%精度的碳膜电阻温漂可能达到200ppm/°C在温度变化10°C时增益变化0.2%。对于增益100的系统输出变化0.2%如果满量程是1V就是2mV的漂移。解决方法是选用低温度系数的电阻比如金属膜电阻的温漂可以做到50ppm/°C精密箔电阻可以做到5ppm/°C甚至更低。另外分压电阻、REF缓冲电路的电阻也要注意温漂匹配。还有一个热源容易被忽视AD620自身的功耗。在±15V供电、输出电流较大时芯片温度可能比环境温度高20°C以上。如果Rg靠近芯片会被加热阻值变化。布局时Rg不要放在芯片的正上方或紧邻位置留出散热空间。5. 进阶应用与性能优化经验5.1 两级级联实现高增益低噪声单级AD620的增益超过1000之后带宽下降明显而且噪声增益和信号增益的差异会导致输出失调漂移。如果需要更高的增益比如10000倍用两级级联是更好的选择。第一级用AD620设增益100第二级用AD620设增益100总增益10000。这样每一级的带宽都还比较宽噪声性能也更好。级联时要注意第一级的输出直接接到第二级的输入中间不需要隔直电容除非有直流偏置问题。第二级的REF引脚要设置到合适的电平确保第一级输出在第二级输入共模范围内。级联的代价是噪声。两级放大器的总噪声是各级噪声的均方根和但第一级的噪声被第二级放大所以第一级的噪声贡献最大。选用低噪声的第一级很重要AD620本身噪声已经很低但如果第一级增益不够高第二级的噪声会占主导。一般来说第一级增益不低于总增益的平方根比如总增益10000第一级至少100。5.2 配合ADC的接口设计AD620的输出接到ADC时有几个问题需要注意。首先是输出阻抗。AD620的输出阻抗在闭环时很低但直接驱动SAR ADC的开关电容负载时可能引起建立时间不足。解决方法是在AD620输出和ADC输入之间加一个RC滤波器比如1kΩ串联电阻加1nF电容。这个滤波器同时起到抗混叠的作用截止频率要高于信号带宽但低于ADC采样率的一半。其次是电平匹配。AD620的输出范围是距电源轨1.1V左右如果ADC的输入范围是0到Vref需要确保AD620的输出在ADC范围内。单电源5V供电时AD620输出范围约1.1V到3.9V如果ADC的Vref是2.5V就需要调整REF电压或者用电阻分压。还有一个细节是ADC的输入偏置电流。SAR ADC的输入在采样瞬间会抽取电荷如果AD620的输出不能快速补充这个电荷采样精度会下降。RC滤波器的电容提供了局部电荷存储但电容值要足够大一般不小于100pF。5.3 低功耗场景下的供电策略便携设备中功耗是重要指标。AD620的静态电流典型值为900μA对于电池供电的设备来说不算低。如果系统需要长时间运行可以考虑以下策略。一是降低供电电压。AD620的最低供电电压是±2.3V双电源或4.6V单电源。在±2.5V供电时静态电流降到约700μA。但要注意低电压下输入共模范围和输出摆幅都会缩小需要重新评估信号链。二是用电源开关控制AD620的供电。在不需要测量的时候用MOS管切断AD620的电源需要测量时再上电。但AD620上电后需要一定的建立时间数据手册给出的建立时间是15μs到0.01%增益100时如果测量间隔很短频繁开关可能不划算。三是选用更低功耗的仪表放大器。AD620的升级型号AD8221静态电流也是900μA左右但AD8237的静态电流只有130μA虽然带宽和噪声性能稍逊但在低功耗场景下更有优势。5.4 电磁兼容性设计与滤波工业现场的电磁环境恶劣AD620电路如果没有适当的滤波和屏蔽很容易受到干扰。输入端的滤波是最有效的。在AD620的IN和-IN引脚各串联一个100Ω电阻再对地接一个0.1μF电容构成截止频率约16kHz的差分和共模滤波器。这个滤波器对高频干扰有很好的抑制作用同时不影响直流和低频信号。但要注意滤波电容的不匹配会降低共模抑制比。两个0.1μF电容的容差如果是5%共模抑制比在滤波器截止频率附近会下降。如果对共模抑制要求很高可以用匹配电容或者用共模扼流圈代替电容滤波。电源线的滤波同样重要。在AD620的电源引脚附近放铁氧体磁珠配合0.1μF和10μF电容可以有效抑制电源线上的高频噪声。磁珠的选择要注意额定电流和直流电阻不要因为磁珠的直流电阻导致电源电压下降过多。屏蔽方面如果传感器信号线较长建议使用屏蔽电缆屏蔽层单端接地接在AD620的地。如果现场干扰特别严重可以把AD620电路放在金属屏蔽盒内屏蔽盒接地。实操心得我在一个电机控制项目中遇到过AD620输出每隔几毫秒出现一个尖峰的问题。排查了很久最后发现是电机驱动器的PWM信号通过空间耦合到了传感器电缆上。在传感器电缆上套了一个铁氧体磁环尖峰就消失了。这个经验说明有时候问题不在AD620电路本身而在整个系统的电磁环境。6. 元件选型与替代方案对比6.1 AD620的替代型号分析AD620虽然经典但并不是唯一选择。根据不同的应用需求有几个替代型号值得考虑。AD8221是AD620的升级版带宽更高增益100时800kHz vs AD620的120kHz共模抑制比更好增益100时130dB vs 120dB但价格也更高。如果应用对带宽要求高比如需要放大音频范围的信号AD8221更合适。AD8237是低功耗版本静态电流130μA适合电池供电的便携设备。但它的噪声比AD620高输入电压噪声68nV/√Hz vs 9nV/√Hz增益带宽积也低。如果信号幅度不是特别小AD8237可以接受。INA128是德州仪器的竞品性能和AD620接近增益公式也是G150kΩ/Rg。在一些地区INA128的供货和价格可能更有优势。但要注意INA128的增益电阻是50kΩ而不是49.4kΩ替换时Rg值需要重新计算。如果对成本敏感可以考虑用分立运放搭建仪表放大器。比如用三个OPA333运放组成三运放仪表放大器成本可能更低但需要配对电阻调试工作量更大共模抑制比也不如集成方案。6.2 电阻选型的实战建议Rg的选型前面已经说过这里补充几点。材质方面金属膜电阻的温漂和噪声都优于碳膜电阻价格也不贵是首选。精密应用可以选箔电阻温漂低至5ppm/°C但价格可能是金属膜电阻的几十倍。封装方面0603或0805是常用尺寸手工焊接难度适中。0402太小手工焊接容易出问题。1206或更大尺寸的电阻寄生电感稍大但在高增益时影响不大。精度方面1%精度对于大多数应用足够。如果增益精度要求优于0.5%选0.1%精度。但要注意0.1%精度的电阻往往需要订货交货周期较长。还有一个技巧如果找不到正好阻值的电阻可以用两个电阻串联或并联来凑。比如需要499Ω可以用499Ω标准值需要49.9Ω可以用49.9Ω标准值。E96系列基本覆盖了常用增益点。如果实在没有用两个电阻并联比如100Ω并联100Ω得到50Ω精度取决于两个电阻的匹配程度。6.3 电容与保护器件的选择去耦电容方面0.1μF陶瓷电容选X7R或C0G材质。X7R的容值随电压和温度变化较大但0.1μF这个规格影响不大。C0G更稳定但价格更高。10μF电容选钽电容或MLCC钽电容的ESR较低但要注意耐压和极性。输入保护二极管选低漏电流的类型比如BAV199或BAV99。漏电流大的二极管会引入额外的失调和噪声。如果信号幅度很小二极管的漏电流可能比信号还大这时候要考虑用JFET输入的保护方案。滤波电容选薄膜电容或C0G陶瓷电容避免用X7R或Y5V因为它们的容值随电压变化大会导致滤波器截止频率偏移。7. 从项目实战中总结的避坑清单7.1 设计阶段必须确认的五个参数在画原理图之前先把这五个参数确认清楚能避免大部分后期调试问题。第一输入共模电压范围。根据传感器输出和供电方式计算AD620输入端的共模电压确认在数据手册规定的范围内。单电源供电时尤其要注意输入共模电压不能接近地。第二输出摆幅要求。根据ADC输入范围和信号幅度计算AD620需要的输出摆幅确认在供电电压下能实现。如果输出需要接近电源轨考虑用轨到轨输出的仪表放大器或者提高供电电压。第三增益和带宽。根据信号带宽和所需增益计算AD620的带宽是否足够。AD620的增益带宽积约为1MHzG100时带宽120kHz如果信号频率接近这个范围需要考虑更高带宽的型号。第四噪声预算。根据信号幅度和ADC分辨率计算允许的等效输入噪声确认AD620的噪声性能满足要求。如果噪声预算很紧考虑降低第一级增益或者选用更低噪声的型号。第五功耗预算。根据供电方式和电池寿命要求计算AD620的功耗是否可接受。如果不可接受考虑低功耗型号或者电源开关策略。7.2 调试阶段快速定位问题的流程调试时如果遇到问题按以下流程排查可以快速定位。第一步测电源。用万用表测量AD620的Vs和-Vs引脚电压确认供电正常。如果用的是双电源确认正负电压对称。第二步测输入。测量IN和-IN引脚对地电压确认共模电压在允许范围内。如果超范围检查传感器偏置电路。第三步测REF。测量REF引脚电压确认符合设计值。如果REF悬空或电压不对检查REF驱动电路。第四步测输出。测量输出引脚电压如果饱和到电源轨结合前三步的判断定位问题。如果输出在中间电平但信号不对检查Rg和输入信号。第五步测增益。给输入端加一个已知的差分电压比如1mV测量输出变化计算实际增益。如果和理论值偏差大检查Rg阻值和焊接。7.3 长期运行可靠性的注意事项电路调试通过只是第一步长期运行的可靠性同样重要。首先是电阻的长期稳定性。金属膜电阻的长期漂移一般在100ppm/年以内精密应用要选长期稳定性更好的型号。如果系统需要校准周期很长电阻的长期漂移要纳入误差预算。其次是连接器的可靠性。传感器和AD620电路之间的连接器如果接触不良会导致信号跳变。选用镀金触点的连接器插拔寿命要满足要求。如果可能用焊接代替连接器。还有是环境防护。如果电路工作在潮湿、粉尘、腐蚀性气体环境中需要涂三防漆或者灌封。但要注意三防漆的涂覆可能改变PCB的寄生电容影响高频性能。涂覆前先测试涂覆后再测试确认性能没有下降。最后分享一个小技巧在AD620的Rg位置预留一个0805和0603兼容的焊盘这样手头有什么封装的电阻都能用。另外在Rg两端并联一个可调电阻比如10kΩ电位器串联一个固定电阻可以在调试时微调增益确定最终值后再换成固定电阻。这个做法在原型阶段特别实用能省去反复换电阻的麻烦。