传感器测量通常将感兴趣的物理现象转换为电子电路参数，例如电阻和电容，然后可以用桥接电路读取。桥电路产生的输出电压或电流信号与温度和电源电压成比例，从而使测量系统能够自我补偿这些变量。传感器示例包括：

1、用于温度传感的热敏电阻

2、用于压力传感的电阻/电容应变计
3、用于方向/位置传感的磁阻传感器

直接产生信号电压或电流的传感器不需要桥接电路来转换物理变量。例子包括热电偶，基于ECG的医疗仪器，以及电源监控电路中电流检测电阻两端的电压。

今天的传感器应用包括消费电子产品（温度计，压力秤，GPS系统），汽车设备（燃料传感器，爆震传感器，制动线传感器，窗口夹点控制），工业和医疗仪器（阀门位置传感，温度 - 基于系统校准和报警，以及ECG）。它们的环境富含EMI噪声，电源谐波，接地回路电流和ESD尖峰，而要提取的感兴趣信号非常小。因此，模拟传感器接口变得不重要，并且必须保持严格的规格，同时拒绝环境现象。为了商业上的成功，它还必须提供低成本，小尺寸和（对于电池供电的仪表）低电源电流。

 

放大或不放大

系统设计人员喜欢保持模拟链短路，以期提高信号对外部噪声现象的免疫力。（数字电路通常不受​​噪声影响，但并非总是如此。）过去，冗长的模拟链在连续阶段处理给定的信号处理任务。例如，一级提供差分增益而没有共模抑制，另一级提供无差分增益的共模抑制。双电源和高压电源轨还有助于缓解模拟电路的信噪比限制。对更短的模拟链和单电源，低压模拟电源轨的要求迫使创新架构的发展以应对这些挑战。

系统设计早期出现的一个决定是ADC和传感器是否可以直接连接。在某些应用中，这种直接连接可以节省空间和功率。例如，高阻比率电桥可以使用许多ADC中存在的基本内部参考电压，因此无需外部参考。

 

另一方面，可以使用仪表放大器（IA）将传感器连接到ADC的实质情况：

1、在某些应用中，在其源极放大小模拟信号可以提高整体信噪比，尤其是当传感器距离ADC一定距离时。

2、许多高性能ADC没有高阻抗输入，因此必须由低源阻抗的放大器驱动，以充分利用其规格。在没有用于这种配置的中间放大器的情况下，诸如输入电流尖峰和不匹配的源电阻之类的像差会引入增益误差。

3、外部放大器允许用户优化应用的信号调理（滤波）。

4、IA提供的增益通过简化系统设计约束和降低整体系统成本，改善了传感器和ADC之间的接口。例如，需要昂贵的，分辨率高得多的ADC来读取未读取的传感器信号，而不是放大的传感器信号所需的信号。

低抵消大资产

学校教科书非常擅长描述理想世界。可以导出等式中的所有未知数，并且所有问题都在后面列出了答案。另一方面，现实世界最好通过实验室长时间试图让模拟电路工作来描述，通常是在程序里程碑

即将来临时...... 在使用IA时遇到的各种DC错误来源中读取传感器信号，输入失调电压（V OS）的影响可能是最关键的。实际上，每个其他DC误差源都是根据V OS建模的：DC CMRR表示DC V OS随输入共模电压的变化，DC PSRR表示DC V OS随电源变化的变化电压。

 

即使V OS可以在制造过程中被校准的，V形的漂移OS（相对于温度和时间）是更令人关注的是比初始DC偏移本身。这种漂移误差最好由芯片内的有源电路解决。

 

AC误差的重要来源之一是噪声，这是半导体芯片设计和工艺中固有的。因为大多数传感器信号被高增益块放大，所以输入参考噪声也被相同的增益放大。噪声有两种形式：粉红噪声（也称为1 / f或闪烁噪声）和白噪声。粉红噪声在较低频率（<100Hz左右）时更为关键，白噪声通常决定了更高信号带宽下的芯片性能（图1））。由于大多数IAs处理低频信号，因此本文更仔细地研究了粉红噪声。