AD620的工作原理、引腳圖以及應(yīng)用電路介紹|壹芯微

AD620是一款低成本、高精度儀表放大器，僅需要一個外部電阻來設(shè)置增益，增益范圍為1至10000。此外，AD620采用8引腳SOIC和DIP封裝，尺寸小于分立電路設(shè)計，并且功耗更低(最大工作電流僅1.3mA)，因而非常適合電池供電及便攜式(或遠(yuǎn)程)應(yīng)用。本文將介紹其的工作原理、引腳圖以及應(yīng)用電路。

1.AD620簡介

AD620具有高精度(最大非線性度40ppm)、低失調(diào)電壓(最大50HV)和低失調(diào)漂移(最大0.6HV/。C)特性，是電子秤和傳感器接口等精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想之選。此外，AD620還具有低噪聲、低輸入偏置電流和低功耗特性，使之非常適合ECG和無創(chuàng)血壓監(jiān)測儀等醫(yī)療應(yīng)用。

圖1 AD620

由于其輸入級采用Super[3eta處理，因此可以實現(xiàn)最大1.0nA的低輸入偏置電流。AD620在1kHz時具有9nVA/Hz的低輸入電壓噪聲，在0.1Hz至10Hz帶寬上的噪聲為0.28HV峰峰值，輸入電流噪聲為O.lpAA/Hz，因而作為前置放大器使用效果很好。AD620還非常適合多路復(fù)用應(yīng)用，其0.01%建立時間為15us，而且成本很低，足以實現(xiàn)每通道一個儀表放大器的設(shè)計。

2.電氣特性及參數(shù)

2.1特性

(1)易于使用

.增益通過一個外部電阻設(shè)置

(增益范圍：1至10，000)

.寬電源電壓范圍(±2.3V至+18V)

.性能高于3運放分立儀表放大器設(shè)計

.采用8引腳DIP和SOIC封裝

.低功耗，最大工作電流1.3mA

(2)出色的直流性能(B級)

.輸入失調(diào)電壓：50VV(最大值)

.輸入失調(diào)漂移：0.6yV/。C(最大值)

.輸入偏置電流：1.0nA(最大值)

.共模抑制比：100dB(最小值，G=10)

(3)低噪聲

.輸入電壓噪聲：9nV/yHz(1kHz)

.0.28yV峰峰值噪聲(O.lHz至10Hz)

(4)出色的交流特性

.帶寬：120kHz(G=100)

.0.01%建立時間：15¨s

2.2參數(shù)

(1)推薦值

.電源電壓：±15V;

.電源電流：0.9mA;

.短路電流：±18mA;

.轉(zhuǎn)換速率：1.5V/μs;

.工作溫度(C級)：-40～85℃。

(2)極限值

.電源電壓：±18.0V;

.存貯溫度(C級)：-65～150℃;

.內(nèi)部功耗：650mW;

.共模輸入電壓：±VS;

.差模輸入電壓：±25V;

.輸出短路持續(xù)時間：無限制。

2.3絕對最大額定值

圖2 絕對最大額定值

強調(diào)根據(jù)以上所列的絕對最大額定值可能會造成永久性損壞設(shè)備。這是一種壓力額定值僅設(shè)備的功能操作在這些或任何以上這些表明在其他條件s業(yè)務(wù)這說明部分將得不到保證。曝光絕對最大額定值長時間的狀況可能影響器件的可靠性。

3.引腳圖

AD620引腳圖如圖3所示

圖3 AD620引腳圖

4.工作原理

圖4 AD620原理示意圖

AD620由傳統(tǒng)的三運算放大器發(fā)展而成，但一些主要性能卻優(yōu)于三運算放大器構(gòu)成的儀表放大器的設(shè)計，如電源范圍寬(±2.3~±18V)，設(shè)計體積小，功耗非常低(最大供電電流僅1.3mA)，因而適用于低電壓、低功耗的應(yīng)用場合。

AD620的單片結(jié)構(gòu)和激光晶體調(diào)整，允許電路元件緊密匹配和跟蹤，從而保證電路固有的高性能。AD620為三運放集成的儀表放大器結(jié)構(gòu)，為保護(hù)增益控制的高精度，其輸入端的三極管提供簡單的差分雙極輸入，并采用β工藝獲得更低的輸入偏置電流，通過輸入級內(nèi)部運放的反饋，保持輸入三極管的集電極電流恒定，并使輸入電壓加到外部增益控制電阻RG上。AD620的兩個內(nèi)部增益電阻為24.7k8，因而增益方程式為：

G=49.4kΩ/RG+1(1)

對于所需的增益，則外部控制電阻值為：

RG=49.4/(G-1)kΩ(2)

5.應(yīng)用電路

5.1壓力傳感器電路

圖5 壓力檢測器電路

AD620特別適宜于較高電阻值，較低電源電壓的壓力傳感器電路設(shè)計。AD620的體積小、功耗低成為壓力傳感器的重要因素，圖5為3k8、+5V電源供電的壓力傳感器電橋。在這樣一個電路中，電橋功耗僅為1.7mA,AD620和AD705緩沖電壓驅(qū)動器對信號調(diào)節(jié)，使總供電電流僅為3.8mA,同時該電路產(chǎn)生的噪聲和漂移也極低。

5.2心電圖監(jiān)測電路

圖6 心電圖監(jiān)測電路

在心電圖監(jiān)測電路設(shè)計中，信號的源阻抗極高、器件的便攜特點，這就要求用低功耗、低供電電壓的放大器進(jìn)行設(shè)計，而AD620正是這種器件的最佳選擇。圖6為心電圖監(jiān)測電路中AD620的應(yīng)用情況。而且AD620的低電壓噪聲改善了動態(tài)范圍，使監(jiān)測電路具有較好的性能，為了維持圖中驅(qū)動環(huán)路的穩(wěn)定性，應(yīng)使電容C1值選擇適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

5.3精密電壓電流轉(zhuǎn)換器

圖7 精密電壓電流轉(zhuǎn)換

如圖7所示，AD620與一運放組合可以設(shè)計成一個精密電壓電流轉(zhuǎn)換器，通過AD705對AD620的參考端進(jìn)行緩沖，使之保持優(yōu)。

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