ad8221 是一种基于传统的三运放结构的单片仪表放大器（见下图）。输入三极管q1 和q2 在恒定的电流条件下被偏置以便任何差分输入信号都使a1 和a2 的输出电压相等。施加到输入端的信号产生一个通过rg,r1 和r2 的电流以便a1 和a2 的输出提供正确的电压。从电路结构上，q1,a1,r1和q2,a2,r2 可视为精密电流反馈放大器。放大的差分信号和共模信号施加到差分放大器a3,它抑制共模电压，但会处理差分电压。差分放大器具有低输出失调电压和低输出失调电压漂移。经过激光微调的电阻器允许高精密仪表放大器具有增益误差典型值小于20 ppm并且cmr超过90 db（g = 1）。
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