PGA281 （德州仪器仪表放大器）参数规格 附引脚图及典型应用电路图

在精密测量与工业信号采集领域，传感器输出的微弱信号往往伴随着复杂的共模干扰和直流误差。德州仪器（TI）推出的 PGA281 是一款专为高压环境设计的高精度、零漂移可编程增益仪表放大器。它集成了数控增益调节与信号完整性测试功能，凭借其专利的自动归零（Auto-Zero）技术，为工程师提供了极低的偏移电压、近零的温漂以及卓越的线性度，是构建高分辨率数据采集系统（DAQ）前端的理想选择。

核心参数与技术特性

PGA281 采用先进的 CMOS 工艺，在 TSSOP-16 封装内实现了模拟性能与数字控制的完美结合，其关键技术指标如下：

高压宽输入范围：支持最高 36V 的总电源电压（如 ±18V），输入电压范围极宽（在 ±18V 供电时可达 ±15.5V），且具备高输入阻抗，能够直接适配工业现场的高压传感器信号。

卓越的精度与稳定性：得益于自动归零架构，PGA281 几乎消除了 1/f 噪声。在最大增益（G=128）下，偏移电压低至 5μV，长期漂移近乎为零，增益漂移仅为 0.5ppm/°C，非线性度控制在 1.5ppm 以内。

灵活的数字增益控制：提供丰富的内部增益选项，涵盖从 1/8 V/V（衰减）到 128 V/V 的二进制步长，以及 1 V/V 和 1 3/8 V/V 的额外比例因子（最大可达 176 V/V）。这使得单颗芯片即可覆盖从毫伏级到几十伏级的宽动态范围信号调理。

极强的抗干扰能力：在宽频率范围内提供了超过 110dB（G=1）乃至高达 140dB 的共模抑制比（CMRR），结合出色的电源抑制比（PSRR），确保了在嘈杂工业环境下的测量精准度。

差分输出与诊断功能：具备完全差分、轨到轨的输出级，可轻松驱动低压域的高分辨率 ADC。同时内置过载检测功能，能实时监控信号完整性。

PGA281 引脚图及原理图

应用领域

高精度仪表：应变计放大器、桥式传感器信号调理。

工业自动化：工业过程控制、多通道数据采集系统。

医疗与测试：医疗检测设备、高精度测试测量仪器。

ADC 驱动：作为单端或差分输入模数转换器的前端驱动。

工程师使用注意事项

在实际电路设计与调试中，为了充分发挥 PGA281 的精密性能，需重点关注以下细节：

电源配置与输入共模范围：PGA281 支持单电源（如 +10V 至 +36V）或双电源（如 ±5V 至 ±18V）供电。但需特别注意，其输入级并非轨到轨，输入引脚（INP/INN）的电压必须与电源轨保持至少 2.5V 的裕量（即 VSN + 2.5V < VIN < VSP - 2.5V）才能保证线性工作。例如，若需测量以地为基准的信号，建议采用双极性电源供电，以避免输入级饱和。

输出级共模电压（VOCM）设置：PGA281 的差分输出是以 VOCM 引脚电压为中心对称摆动的。如果输出级采用单电源（如 VSOP=5V, VSON=0V）供电，必须通过电阻分压或基准源将 VOCM 引脚偏置在合适的电压（通常为输出级电源的中点，如 2.5V），以确保输出信号拥有最大的动态摆幅且不发生削波。

带宽限制与频率响应：虽然 PGA281 精度极高，但其带宽会随增益设置而变化。在较高增益下，带宽通常在几十 kHz 到 100kHz 左右；即使在低增益或衰减模式下，其有效平坦带宽也难以超过 1MHz。因此，该器件主要适用于直流或低频精密测量，不建议用于 MHz 级别的高频信号放大。

增益切换与建立时间：在通过 GPIO 切换增益时，芯片需要一定的建立时间（Settling Time）来稳定输出。虽然典型值在几十微秒级别，但在高精度应用中，建议在切换增益后预留足够的软件延时，并检查 PCB 布局中输出端的负载电容，过大的容性负载可能会延长建立时间。

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