什么是仪器放大器以及我们为什么需要它们？在它的面对面上，它们只需使用比必要的更多零件的差分放大器。例如，这是“经典”三个opamp仪表放大器：
那么为什么不使用差分放大器并切出第一阶段？
通常使用仪表放大器，其中您具有小差分信号，该信号可能埋入大的共模信号，通常来自相当高的阻抗源。例如，ECG（心电图）将具有来自电极之间的心脏的非常小的信号，其中大信号从60Hz或50Hz电流和其他干扰源附近拾取。因此，高输入阻抗，高增益和高共模抑制比（CMRR）是所需的。传统的差分放大器在第一跨栏 - 高输入阻抗上发生故障。虽然可以添加额外的opamps以修复输入阻抗问题，但不会解决一些其他问题。
这是一个可能的解决方案，低输入阻抗的单opamp差动放大器-简单地缓冲两个输入。所示的Opamp部件编号仅用于绘图目的，而不是对特定应用的“最佳”选择的推荐。
只需将输入缓冲到差分放大器的一个问题，如CMRR就取决于精确的电阻匹配。在一个电阻中使用1％的电阻不匹配，您的100dB CMRR将减少到40dB。0.1％它将是60dB。
在顶部显示的“经典”三opamp仪表放大器中，两个opamp形成增益级(R5/R6/R7)不需要精确的电阻匹配高CMRR。第一级为共模信号提供微分增益和单位增益，因此CMRR只需要在输出级良好。随后的电阻(R1/R2/R3/R4)确实需要高CMRR的良好匹配。这似乎不同意一些文献表明,电阻输出级的经典三opamp仪表放大器不需要精确匹配但快速仿真将表明,一个好的CMRR减少到仅仅是46 db当一个电阻器有1%的误差。
仪表opamps通常作为单个设备购买，而不是由各个opamps和电阻器制成。以这种方式，定义了CMRR，并根据激光修剪生产中的临界电阻器来处理电阻匹配的问题。此外，用于增益设置的两个电阻器R6 / R7通常是内部的，只有设置增益所需的单个外部电阻R5。其他版本具有内部具有多个V值的内部电阻，用于从输入引脚可选择的R5值，以提供各种电阻的可用增益。
例如，仪表放大器，如德州仪器的INA121，使用单个外部电阻和高达106dB的CMRR，将提供1到10,000的增益。然而，CMRR将在低增益时较低。还要记住，CMRR开始在相当低的频率下降-远低于1kHz的INA121。所以在10kHz和统一增益的INA121将只有大约50dB的CMRR。
对于CMRR不是很重要但成本很重要的应用程序来说，下面的两个opamp版本非常有用。
虽然你可以从它得到好的CMRR，你将需要精确的电阻匹配。一个电阻1%的误差将使CMRR降低到40dB。它是一个有用的电路，尽管你想要一个简单的差分放大器与高输入阻抗，而不是一个真正的仪表放大器的费用(和性能)。这种配置的一个不便之处是，改变增益需要两个电阻来改变，而经典的仪表放大器只需要一个电阻来改变增益。
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