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零漂移儀表放大器的應用
發布時間:2014-11-19   點擊次數:493次

     美國模擬器件公司(Analog Devices, Inc.)日前發布了一款零漂移的數字可設定增益儀表放大器,從而延續了它滿足儀器儀表和工業設備客戶設計需求的悠久歷史。AD8231可在擴展的工業溫度范圍內正常工作,適合于各種傳感器,包括電阻溫度檢測器、熱電偶和汽車壓力傳感器,在惡劣的環境中,必須在存在大共模電壓的情況下精確地檢測出微小的信號變化。AD8231比同類的器件降低了80%的輸入噪聲,同時提供滿電源擺幅(R-R)輸入和輸出,帶寬高達1 MHz——是zui接近的同類零漂移儀表放大器的五倍。和其它同類器件不同,AD8231具有非常低的噪聲特性,允許工業傳感器和控制的設計工程師在全增益范圍內保證直流(DC)精度。
  “零漂移儀表放大器在高增益時可能會產生很大的噪聲,有各種不同的原因,包括削波噪聲的出現。”ADI公司精密信號處理產品線總監Steve Sockolov說,“但是,隨著增益不斷提高以便達到當今工業設備制造商所要求的水平,失調漂移和噪聲的折衷也變得無濟于事。ADI公司采用一種獨有的自動穩零技術成功地解決了這個難題,顯著降低了儀表放大器的噪聲,而且無需外部元件,例如開關電容器。” 
 

   嚴格的設計適合高要求的工業應用
  AD8231采用了一種三運算放大器的儀表體系結構,集成了自動穩零放大器以便保證在整個工作溫度范圍和工作年限內僅有50 nV/℃的電壓失調,從而增強了可靠性。AD8231還有內置的增益設定電阻器,可以將增益系數溫度漂移限制到10 ppm/℃。在為該器件選擇LFCSP(引腳架構芯片級封裝)材料時充分考慮了它在寬溫度范圍內的可靠性和魯棒性,使得該器件能在–40℃~125℃范圍內滿足規定的技術指標。其封裝引出了一個中心焊盤,保證該器件安全地焊接到嚴重振動環境中的印制電路板(PCB)上。

  軟件可編程性方便增益調整
  AD8231具有軟件可設定的增益系數,包括1, 2, 4, 8, 16, 32, 64和128,可以通過一個易用的三引腳接口進行設定。一旦儀表放大器設計到系統中后,可以采用數字邏輯設定增益,數字邏輯允許用戶反復調整增益。另外該器件還包括了一個引腳跨接增益設置選項。這款新的器件采用3.3 V~5 V單電源供電,具有R-R輸出,從而使得它很容易連接到模數轉換器(ADC)。AD8231具有10 GΩ的高阻抗輸入,不像其它同類器件,它在采用高阻抗傳感器時,不會有性能的下降。

  設計的靈活性節省成本和尺寸
  AD8231包括了一個附加的片內運算放大器,進一步提高了性能。可以采用該運算放大器產生差分輸出以便驅動當今高性能的ADC,或者用于提高和定制增益值。集成的運算放大器還為附加的誤差校正、電平轉換和濾波提供了一種工具。片內運算放大器采用了與儀表放大器相同的低噪聲自動穩零技術,也具有R-R輸入和輸出。AD8231的功能齊備,無需容易產生噪聲的分立元件,例如開關電容器,結合片內運算放大器附加的信號調理功能,比其它的零漂移儀表放大器降低了60%的成本,對PCB面積需求減小50%。
  AD8231采用ADI公司高效率的iCMOS(工業CMOS)工藝制造而成,達到了32 nV/√Hz的低噪聲水平,只有同類零漂移儀表放大器的1/5。AD8231還具有122dB的共模抑制比(CMR),從而允許該儀表放大器可以在高噪聲環境中檢測幅度非常小的信號。

  與高性能ADC的兼容性
  ADI公司這款新的單電源儀表放大器非常適合于采用3.3V~5V單電源的工業控制和傳感器,它很容易連接到ADC和微控制器,通過采用相同的電源作為數字元件。AD8231適合與ADI公司的數據轉換器(包括AD7942, AD7685和AD7980 PulSAR ADC),ADuC702x系列精密模擬微控制器和ADI公司的ADR121, ADR43x和ADR44x基準電壓源配合使用。

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