最新的可编程增益仪表放大器 (PGA) 系列用途非常广泛，其中包括差分输出器件 PGA855 和单端输出器件 PGA849。该系列基于独立于 ADC 兼容输出级的新电流反馈输入级架构而开发，可在一个集成式 IC 设计中实现出色的直流和交流性能。这些器件可以与各种传感器（例如桥式传感器或压力传感器）连接，并可用于低增益应用或衰减增益应用。该器件系列还具备其他特性，如超出电源电压多达 ±40 的输入电压保护、可选滤波以及支持输出钳位的独立电源轨。

PGA855 和 PGA849 非常适合需要在频率测量范围内同时实现高直流精度、低噪声和低失真交流性能的应用。

图 1 PGA855 和 PGA849 方框图

设计注意事项

• 下游器件过压保护
• 高达 ±40V 的输入过压保护
• 衰减增益范围为 0.125V/V 至 16V/V
• 可选的额外输出噪声滤波
• 直接驱动高分辨率 ADC，高达 1MSPS

输入级采用 TI 的超 β 技术，该技术本身具有更高的输入阻抗，因此 PGA855 和 PGA849 是与高源阻抗连接的理想选择。超 β 晶体管还提供超低的输入偏置电流 (200pA)、提供 0.3pA/√Hz 的超低输入电流噪声密度；这些器件还受益于低于 5Hz 的超低 1/f 噪声转角点。该系列提供业内超低的总体信号误差，并为低增益应用提供出色的直流精度。

相较于其他出色的电流解决方案，PGA855 和 PGA849 能将总源误差降低一半以上。该系列器件可在整个温度范围内保持良好的线性度和长期稳定性，并在所有增益范围内保持出色的增益稳定性，增益误差漂移为 2ppm/°C。该系列器件还提供低失调电压 (±350μV) 和低温漂 (±1μV/°C)，以及低增益误差漂移和低噪声，有助于优化校准过程的时效性和成本效益。这些器件具有出色的直流性能，是传感器连接的必然选择。有关 PGA855 的优势示例，请参阅数字万用表精密信号链参考设计。

图 2 电流噪声频谱密度与频率间的关系

图 3 电压噪声频谱密度 (RTI) 与频率间的关系

PGA855 的输出级包含一个集成式独立全差分输出放大器 (FDA)，可在所有增益范围内提供高达 10MHz 的平坦频率响应，以及 82dB（最小值）的高 CMRR。

图 4 增益与频率间的关系

输出级架构经过优化，无需辅助驱动电路即可驱动高分辨率 ADC 的输入，支持采样率高达 1MSPS 的非缓冲精密 SAR ADC。PGA855 可成功用作 ADS8900B 的前端电路，ADS8900B 是一款非缓冲 20 位 SAR ADC。有关全面的电路示例和性能评估，请参阅 PGA855 数据表。PGA855 还可以驱动 ADS127L21，ADS127L21 是一款 24 位 Δ-Σ ADC，可实现 109dB 的 SNR；要了解详细电路示例和性能评估，请参阅 ADS127L21 数据表；另外，图 5 展示了评估电路。

图 5 PGA855 驱动 20 位 SAR ADC ADS8900B 电路

使用高分辨率精密 ADC 时，系统性能至关重要。该 PGA 系列器件通过部署反馈电容器进一步改善 SNR 性能，提供差分输出放大器环路的外部访问引脚，从而实现可选的噪声滤波。图 6 演示了驱动 ADS127L21 时的额外噪声滤波，通过 PGA855 全差分可编程增益放大器实现高 SNR 应用手册展示了此应用，并进一步介绍了实现方式。图 7 演示了实现可选电容器的示例电路。

图 6 PGA855 借助可选反馈电容器驱动 24 位 Δ-Σ ADC ADS127L21

图 7 展示了 PGA849 直接驱动 ADS8860（16 位 SAR ADC）的方框图。有关详细的电路设计和信息，请参阅 PGA849 数据表。

图 7 PGA849 驱动 16 位 SAR ADC ADS8860 电路示例

该系列器件的输出级采用与输入级相互独立的去耦电源 (LVSS/LVDD)。输出级电源轨 LVSS/LVDD 可以连接到下游器件（通常为 ADC）的电源轨，以便将 PGA855 输出电压限制在 LVSS/LVDD 范围内，从而保护器件免受过驱损坏。为帮助演示此功能，TI 创建了 PGA85X 输入和输出范围设计计算器，该计算器可在线获取。

PGA85X 输入和输出范围设计计算器是一种交互式工具，它根据用户输入以图形方式显示器件的范围，您可以点击此处下载。

图 8 PGA855 输入和输出范围设计计算器