中文数据手册

1nV/√Hz低噪声仪表放大器
AD8429
产品特性
引脚接线图
AD8429
–IN
1
8
+VS
RG
2
7
VOUT
RG
3
6
REF
+IN
4
5
–VS
09730-001
低噪声
输入噪声：1 nV/√Hz
输出噪声：45nV/√Hz
高精度直流性能(AD8429BRZ)
CMRR：90 dB (最小值,G = 1)
输入失调电压：50 µV(最大值)
增益精度：0.02%(最大值，G = 1)
出色的交流特性
CMRR： 80 dB (5 kHz， G = 1)
带宽：15 MHz (G = 1)
带宽：1.2 MHz (G = 100)
压摆率：22 V/μs
总谐波失真(THD)：−130 dBc (1 kHz, G = 1)
通用性
±4 V至±18 V双电源供电
增益通过单个电阻设置(G = 1至10,000)
额定温度范围：
−40°C至+125℃
TOP VIEW
(Not to Scale)
图1
应用
医疗仪器
精密数据采集系统
麦克风前置放大器
振动分析
概述
AD8429是一款超低噪声仪表放大器，设计用于在宽温度范
可以利用这一特性转换输出电平。
围(−40°C至+125°C)内测量极小信号。
AD8429的额定温度范围为−40°C至+125°C扩展工业温度范
AD8429擅长测量微小信号。可提供1 nV/√Hz的超低输入噪
围，采用8引脚塑封SOIC封装。
声性能。AD8429具有高共模抑制比(CMRR)，可防止干扰
1000
信号破坏数据采集。CMRR随着增益提高而提高，能够在
最需要的时候提供高抑制性能。AD8429采用高性能引脚配
置，在远高于典型仪表放大器的频率下，仍能够可靠地保
AD8429能够可靠地放大快速变化的信号。采用电流反馈型
架构，能够在高增益时提供高带宽，比如，G = 100时，带
宽为1.2 MHz。该架构设计中还包括用于改善输入瞬变大
G=1
NOISE (nV/√Hz)
持高CMRR性能。
100
10
G = 10
G = 100
1
G = 1k
信号的建立时间的电路。AD8429具有出色的失真性能，能
0.1
增益通过单个电阻设置，增益范围为1至10,000。用户可以
利用参考引脚使输出电压偏移。与单电源信号链接口时，
Rev. 0
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1
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
09730-002
够用在振动分析等要求苛刻的应用中。
图2. RTI电压噪声谱密度与频率的关系
One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.
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的最新英文版数据手册。
AD8429
目录
特性.....................................................................................................1
架构...............................................................................................15
应用.....................................................................................................1
增益选择 ......................................................................................15
引脚接线图........................................................................................1
基准引脚 ......................................................................................15
概述.....................................................................................................1
输入电压范围 .............................................................................16
修订历史 ............................................................................................2
布局...............................................................................................16
技术规格 ............................................................................................3
输入偏置电流回路 ....................................................................17
绝对最大额定值...............................................................................6
输入保护 ......................................................................................17
热阻.................................................................................................6
射频干扰 ......................................................................................17
ESD警告 .........................................................................................6
输入级噪声计算.........................................................................18
引脚配置和功能描述 ......................................................................7
外形尺寸 ..........................................................................................19
典型工作特性 ...................................................................................8
订购指南 ......................................................................................19
工作原理 ..........................................................................................15
修订历史
2011年4月—修订版0：初始版
Rev. 0 | Page 2 of 20
AD8429
技术规格
VS = ±15 V, VREF = 0 V, TA = 25°C, G = 1, RL = 10 kΩ，特别声明除外。
表1
A级
参数
共模抑制比(CMRR)
共模抑制比(CMRR)，
DC至60 Hz，
1 kΩ 非均衡信号源
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
5 kHz时的共模抑制比(CMRR)
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
测试条件/注释
电压噪声(RTI)
VIN+, VIN− = 0 V
最小值
典型值
B级
最大值
最小值
典型值
最大值
单位
VCM = ±10 V
80
90
dB
100
120
110
130
dB
dB
134
140
dB
76
90
90
90
80
90
90
90
dB
dB
dB
dB
VCM = ±10 V
谱密度1：1 kHz
输入电压噪声，eni
1.0
1.0
nV/√Hz
输出电压噪声，eno
45
45
nV/√Hz
峰峰值：0.1 Hz至10 Hz
G=1
2
2
µV p-p
G = 1000
100
100
nV p-p
谱密度：1 kHz
1.5
1.5
pA/√Hz
峰峰值：0.1 Hz至10 Hz
100
100
pA峰峰值
电流噪声
失调电压2
150
输入失调，VOSI
平均温度系数(TC)
0.1
1
3
1000
10
输出失调，VOSO
平均温度系数(TC)
折合到输入端的失调与电源的关系(PSR)
50
µV
0.1
0.3
µV/°C
3
500
10
µV
µV/°C
VS = ±5 V 至 ±15 V
G=1
90
100
dB
G = 10
G = 100
110
130
120
130
dB
dB
G = 1000
130
130
dB
输入电流
300
输入偏置电流
平均温度系数(TC)
250
100
输入失调电流
平均温度系数(TC)
动态响应
小信号带宽：-3 dB
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
150
nA
30
pA/°C
nA
250
15
15
pA/°C
15
4
1.2
0.15
15
4
1.2
0.15
MHz
MHz
MHz
MHz
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AD8429
参数
测试条件/注释
0.01%建立时间
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
0.001%建立时间
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
压摆率
G = 1至100
THD
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
总谐波失真加噪声(THD + N)
最小值
增益
增益范围
增益误差
G=1
G>1
增益非线性度
G = 1至1000
增益与温度的关系
G=1
G>1
输入
阻抗(引脚至接地)4
输入工作电压范围5
输出
输出摆幅
全温度范围
输出摆幅
全温度范围
短路电流
基准输入
RIN
IIN
电压范围
输出基准增益
基准增益误差
最大值
最小值
B级
典型值
最大值
单位
10 V 阶跃
0.75
0.65
0.75
0.65
µs
µs
0.85
5
0.85
5
µs
µs
10 V 阶跃
前五次谐频，f = 1 kHz,
RL = 2 kΩ, VOUT = 10 V p-p
0.9
0.9
µs
0.9
1.2
0.9
1.2
µs
µs
7
7
µs
22
22
V/µs
−130
−116
−113
−111
−130
−116
−113
−111
dBc
dBc
dBc
dBc
0.0005
0.0005
%
f = 1 kHz, RL = 2 kΩ, VOUT =
10 V p-p
G = 100
3
A级
典型值
G = 1 + (6 kΩ/RG)
1
10000
1
10000
V/V
0.05
0.02
%
0.3
0.15
%
VOUT = ±10 V
VOUT = −10 V 至 +10 V
RL = 10 kΩ
2
2
2
5
−100
2
1.5||3
ppm
5
−100
ppm/°C
ppm/°C
VS = ±4 V to ±18 V
−VS + 2.8
+VS − 2.5
−VS + 2.8
+VS − 2.5
GΩ||pF
V
RL = 2 kΩ
−VS + 1.8
−VS + 1.9
−VS + 1.7
+Vs − 1.2
+Vs − 1.3
+Vs − 1.1
−VS + 1.8
−VS + 1.9
−VS + 1.7
+Vs − 1.2
+Vs − 1.3
+Vs − 1.1
V
V
V
−VS + 1.8
+Vs − 1.2
−VS + 1.8
+Vs − 1.2
RL = 10 kΩ
VIN+, VIN− = 0 V
1.5||3
35
35
V
mA
10
70
10
70
kΩ
µA
1
V
V/V
−VS
+VS
1
0.01
Rev. 0 | Page 4 of 20
0.05
0.01
0.05
%
AD8429
参数
电源
工作范围
静态电流
测试条件/注释
最小值
A级
典型值
最大值
最小值
±18
7
±4
6.7
±4
T = 125°C
1
2
3
6.7
9
温度范围
额定性能
−40
+125
−40
总电压噪声= √(eni2 + (eno/G)2 + eRG2)更多信息请参见工作原理部分。
折合到输入端(RTI)总失调电压VOS = (VOSI) + (VOSO/G)。
技术规格中不包含外部增益设置电阻RG的公差G > 1时，在该表技术规格中添加RG 误差项。
4
差分阻抗和共模输入阻抗可由引脚阻抗求出。ZDIFF = 2(ZPIN); ZCM = ZPIN/2.
5
仅为AD8429输入级的输入电压范围。输入范围取决于共模电压、差分电压、增益和基准电压。详情见输入电压范围部分。
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B级
典型值
最大值
单位
±18
7
V
mA
9
mA
+125
°C
AD8429
绝对最大额定值
热阻
表2
1
参数
额定值
θJA针对空气中使用4层JEDEC电路板的器件而规定。
电源电压
输出短路电流持续时间
在−IN或+IN的最大电压1
差分输入电压1
增益≤ 4
4 > 增益 > 50
Gain ≥ 50
基准引脚最大电压
存储温度范围
额定温度范围
最高结温
ESD
人体模型
充电器件模型
机器放电模型
±18 V
未定
±VS
表3
封装
8引脚SOIC封装
±VS
±50 V/增益
±1 V
±VS
-65℃至+150℃
-40℃至+125℃
140℃
θJA
121
单位
°C/W
ESD警告
ESD(静电放电)敏感器件。
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。
尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能
量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的
ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。
3.0 kV
1.5 kV
0.2 kV
电压超出此限值范围时，请使用输入保护电阻。更多信息请参见工作原
理部分。
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能
够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器
件的可靠性。
Rev. 0 | Page 6 of 20
AD8429
AD8429
–IN
1
8
+VS
RG
2
7
VOUT
RG
3
6
REF
+IN
4
5
–VS
TOP VIEW
(Not to Scale)
09730-003
引脚配置和功能描述
图3. 引脚配置
表4. 引脚功能描述
引脚编号
1
2, 3
4
5
6
7
8
引脚名称
−IN
RG
+IN
−VS
REF
VOUT
+VS
描述
负输入引脚。
增益设置引脚。在RG引脚上放置电阻来设定增益。G = 1 + (6 kΩ/RG)
正输入引脚。
负电源引脚。
基准电压引脚。使用低阻抗电压源驱动该引脚，实现输出电平转换。
输出引脚。
正电源引脚。
Rev. 0 | Page 7 of 20
AD8429
典型工作特性
除非另有说明，T = 25°C, VS = ±15, VREF = 0, RL = 10 kΩ。
15
GAIN = 1000
GAIN = 100
GAIN = 10
GAIN = 1
140
10
120
POSITIVE PSRR (dB)
VS = ±12V
5
VS = ±5V
0
–5
100
80
60
40
–10
–15
–15
–10
–5
0
5
10
15
OUTPUT VOLTAGE (V)
0
1
10
1M
120
NEGATIVE PSRR (dB)
VS = ±12V
5
VS = ±5V
0
100k
GAIN = 1000
GAIN = 100
GAIN = 10
GAIN = 1
140
–5
100
80
60
40
–10
–5
0
5
10
15
OUTPUT VOLTAGE (V)
0
1
10
0
70
60
–10
50
40
–12.28V
GAIN (dB)
–20
–25
+12.60V
20
–10
–45
–20
–2
0
2
4
6
8
10
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
12
14
09730-068
–40
–4
1M
图6. 输入偏置电流与共模电压的关系
VS = ±15V
GAIN = 1000
GAIN = 100
GAIN = 10
10
0
–6
100k
30
–35
–50
–14 –12 –10 –8
10k
图8. 负PSRR与频率的关系
–5
–30
1k
FREQUENCY (Hz)
图5. 输入共模电压与输出电压的关系，双电源供电，
VS = ±5 V, ±12 V, ±15 V (G = 100)
–15
100
GAIN = 1
–30
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
图8. 负PSRR与频率的关系
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10M
100M
09730-017
–10
09730-070
20
09730-011
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
160
10
–15
–15
INPUT BIAS CURRENT (nA)
10k
图7. 正PSRR与频率的关系
VS = ±15V
G = 100
1k
FREQUENCY (Hz)
图4. 输入共模电压与输出电压的关系，
双电源供电，VS = ±5 V, ±12 V, ±15 V (G = 1)
15
100
09730-069
20
09730-010
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
160
VS = ±15V
G=1
AD8429
IB+
IB–
IOS
G = 1k
G = 100
INPUT BIAS CURRENT (nA)
CMRR (dB)
30
G = 10
120
G=1
100
BANDWIDTH
LIMITED
80
60
40
20
10
1
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
20
2.0
10
1.5
0
1.0
–10
0.5
–20
–45 –30 –15
09730-110
0
120
45
60
75
90
0
105 120 135
GAIN = 1
30
20
10
G=1
80
CMRR (µV/V)
CMRR (dB)
30
40
G = 10
100
15
图13. 输入偏置电流和输入失调电流与温度的关系
G = 100
G = 1k
0
TEMPERATURE (°C)
图10. CMRR与频率的关系
140
2.5
09730-019
140
3.0
INPUT OFFSET CURRENT (nA)
40
160
BANDWIDTH
LIMITED
60
0
–10
–20
–30
40
–40
1
10
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
TEMPERATURE (°C)
图11. CMRR与频率的关系，1 kΩ非均衡信号源
图14. CMRR与温度的关系(G = 1)，归一化至25°C
12
10.0
9.5
10
SUPPLY CURRENT (mA)
9.0
8
6
4
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
2
0
0
100
200
300
400
500
600
700
WARM-UP TIME (s)
图12. 输入失调电压(VOSI )变化与预备时间的关系
5.0
–50
–30
–10
10
30
50
70
90
TEMPERATURE (°C)
图15. 电源电流与温度的关系(G = 1)
Rev. 0 | Page 9 of 20
110
130
09730-022
5.5
09730-112
CHANGE IN INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
NORMALIZED AT 25°C
–60
–40
09730-111
0
–50
09730-114
20
50
+VS
40
–0.5
ISHORT+
INPUT VOLTAGE (V)
REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES
30
20
10
0
–10
–20
ISHORT–
–30
–40
–1.0
–1.5
–2.0
–2.5
+2.5
+2.0
+1.5
+1.0
+0.5
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
TEMPERATURE (°C)
–VS
09730-023
–50
–40
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
4
8
10 6
12
14
16
18
SUPPLY VOLTAGE (±VS)
图16. 短路电流与温度的关系(G = 1)
09730-026
SHORT-CIRCUIT CURRENT (mA)
AD8429
图19. 输入电压限制与电源电压的关系
30
+VS
20
+SR
15
10
5
–0.8
–1.2
+2.0
+1.6
+1.2
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
+0.8
+0.4
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
TEMPERATURE (°C)
–VS
09730-024
0
–40
4
8
10 6
12
14
16
18
09730-027
SLEW RATE (V/µs)
–SR
18
09730-028
INPUT VOLTAGE (V)
REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES
–0.4
25
SUPPLY VOLTAGE (±VS)
图17. 压摆率与温度的关系，VS = ±15 V(G = 1)
图20. 输出电压摆幅与电源电压的关系, RL = 10 kΩ
+VS
25
–SR
+SR
15
10
5
–0.8
–1.2
+2.0
+1.6
+1.2
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
+0.8
+0.4
0
–40
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
TEMPERATURE (°C)
125
09730-025
SLEW RATE (V/µs)
20
INPUT VOLTAGE (V)
REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES
–0.4
–VS
4
8
10 6
12
14
16
SUPPLY VOLTAGE (±VS)
图21. 输出电压摆幅与电源电压的关系, RL = 2 kΩ
图18. 压摆率与温度的关系，VS = ±5 V(G = 1)
Rev. 0 | Page 10 of 20
AD8429
15
10
VS = ±15V
GAIN = 1000
8
6
NONLINEARITY (ppm/DIV)
OUTPUT VOLTAGE SWING (V)
10
5
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
0
–5
4
2
0
–2
–4
–6
–10
10k
09730-029
1k
–10
–10
100k
LOAD (Ω)
+VS
–4
–2
0
2
4
6
8
10
图25. 增益非线性度(G = 1000，RL = 10 kΩ)
1000
VS = ±15V
–0.8
100
–1.2
G=1
+2.0
+1.6
+1.2
10
G = 10
G = 100
1
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
+0.8
+0.4
–VS
10µ
100µ
1m
10m
OUTPUT CURRENT (A)
0.1
G = 1k
1
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
图26. RTI电压噪声谱密度与频率的关系
图23. 输出电压摆幅与输出电流的关系
10
GAIN = 1
8
GAIN = 1000, 100nV/DIV
4
2
GAIN = 1, 2µV/DIV
0
–2
–4
–8
–10
–10
1s/DIV
–8
–6
–4
–2
0
2
4
6
OUTPUT VOLTAGE (V)
8
10
09730-086
–6
09730-083
NONLINEARITY (ppm/DIV)
6
图24. 增益非线性度(G = 1，RL = 10 kΩ)
图27. 0.1 Hz至10 Hz RTI电压噪声(G = 1, G = 1000)
Rev. 0 | Page 11 of 20
09730-126
NOISE (nV/√Hz)
–1.6
09730-030
OUTPUT VOLTAGE SWING (V)
REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES
–6
OUTPUT VOLTAGE (V)
图22. 输出电压摆幅与负载阻抗的关系
–0.4
–8
09730-084
–8
–15
100
AD8429
16
15
14
13
NOISE (pA/√Hz)
12
5V/DIV
11
10
750ns TO 0.01%
872ns TO 0.001%
9
8
7
6
0.002%/DIV
5
4
2µs/DIV
1
1
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
09730-087
2
图28. 电流噪声谱密度与频率的关系
TIME (µs)
09730-090
3
图31. 大信号脉冲响应与建立时间的关系
（G = 1, 10 V阶跃, VS = ±15V）
5V/DIV
640ns TO 0.01%
896ns TO 0.001%
1s/DIV
2µs/DIV
TIME (µs)
图29. 0.1 Hz至10 Hz电流噪声
图32. 大信号脉冲响应与建立时间的关系
（G = 10, 10 V阶跃, VS = ±15V）
30
G=1
VS = ±15V
5V/DIV
20
840ns TO 0.01%
1152ns TO 0.001%
15
10
2µs/DIV
0
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
图30. 大信号频率响应
Rev. 0 | Page 12 of 20
TIME (µs)
图33.大信号脉冲响应与建立时间的关系
（G = 100, 10 V阶跃, VS = ±15V）
09730-040
5
0.002%/DIV
VS = ±5V
09730-089
OUTPUT VOLTAGE (V p-p)
25
09730-091
50pA/DIV
09730-088
0.002%/DIV
AD8429
G = 100
5V/DIV
5.04µs TO 0.01%
6.96µs TO 0.001%
TIME (µs)
1µs/DIV
20mV/DIV
09730-041
10µs/DIV
09730-044
0.002%/DIV
图37. 小信号响应
（G = 100，RL = 10 kΩ，CL = 100 pF）
图34. 大信号脉冲响应与建立时间的关系
（G = 1000, 10 V阶跃, VS = ±15V）
1µs/DIV
09730-042
10µs/DIV
20mV/DIV
图38. 小信号响应
（G = 1000，RL = 10 kΩ，CL = 100 pF）
图35. 小信号响应
（G = 1，RL = 10 kΩ，CL = 100 pF）
G=1
20mV/DIV
1µs/DIV
09730-043
G = 10
50mV/DIV
图36. 小信号响应
（G = 10，RL = 10 kΩ，CL = 100 pF）
NO LOAD
CL = 100pF
CL = 147pF
1µs/DIV
图39. 各种容性负载条件下的小信号响应
（G = 1, RL = ∞）
Rev. 0 | Page 13 of 20
09730-093
50mV/DIV
09730-045
G = 1000
G=1
AD8429
1400
AMPLITUDE (Percentage of Fundamental)
1
SETTLED TO 0.001%
800
SETTLED TO 0.01%
600
400
200
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
STEP SIZE (V)
0.01
0.001
0.0001
10
09730-092
0
0.1
100
1
G = 1, SECOND HARMONIC
VOUT = 10V p-p
AMPLITUDE (Percentage of Fundamental)
0.1
0.01
0.001
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
NO LOAD
2kΩ LOAD
600Ω LOAD
0.01
0.001
100
10k
100k
图44. 三次谐波失真与频率的关系(G = 1000)
1
G = 1, THIRD HARMONIC
VOUT = 10V p-p
0.1
0.01
0.01
THD (%)
0.1
0.001
VOUT = 10V p-p
RL ≥2kΩ
GAIN = 100
0.001
GAIN = 1000
0.0001 GAIN = 10
GAIN = 1
0.0001
0.00001
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
09730-097
AMPLITUDE (Percentage of Fundamental)
NO LOAD
2kΩ LOAD
600Ω LOAD
1k
FREQUENCY (Hz)
图41. 二次谐波失真与频率的关系(G = 1)
1
G = 1000, THIRD HARMONIC
VOUT = 10V p-p
0.1
0.0001
10
09730-096
0.0001
0.00001
10
100k
0.00001
10
100
1k
FREQUENCY (Hz)
图45. THD与频率的关系
图42. 三次谐波失真与频率的关系(G = 1)
Rev. 0 | Page 14 of 20
10k
100k
09730-100
AMPLITUDE (Percentage of Fundamental)
NO LOAD
2kΩ LOAD
600Ω LOAD
10k
图43. 二次谐波失真与频率的关系(G = 1000)
图40. 建立时间与阶跃大小的关系 (G = 1)
1
1k
FREQUENCY (Hz)
09730-098
1000
G = 1000, SECOND HARMONIC
VOUT = 10V p-p
09730-099
SETTLING TIME (ns)
1200
NO LOAD
2kΩ LOAD
600Ω LOAD
AD8429
工作原理
I
VB
IB
COMPENSATION
I
A1
IB
COMPENSATION
A2
C1
C2
R3
5kΩ
+VS
R4
5kΩ
NODE 1
+VS
R1
3kΩ
Q1
–IN
+VS
R2
3kΩ
+VS
+VS
VOUT
A3
NODE 2
Q2
R5
5kΩ
+VS
–VS
R6
5kΩ
REF
+IN
RG
–VS
RG+
RG–
–VS
–VS
–VS
09730-058
–VS
图46. 简化原理图
架构
AD8429以传统的三运放拓扑结构为基础。这种拓扑由两级
组成：一级提供差分放大的前置放大器，其后是一个消除
共 模 电 压 并 提 供 额 外 放 大 的 差 动 放 大 器 。 图 46显 示 了
AD8429简化的电气原理图。
第一级以如下方式工作：要保持两个输入端相匹配，放大
器A1必须使Q1集电极保持在恒压状态。通过迫使RG−得到
精确–IN的二极管压降来实现。类似地，A2迫使RG+得到
恒定的+IN二极管压降。因此，差分输入电压被复制到增
益设置电阻RG上。流过这个电阻的电流也必然流过电阻
R1和R2，这就在A2和A1输出端之间产生了经增益调节的
差分信号。
表5. 用1%电阻实现的增益
1%标准表RG值
6.04 kΩ
1.5 kΩ
665 Ω
316 Ω
121 Ω
60.4 Ω
30.1 Ω
12.1 Ω
6.04 Ω
3.01 Ω
计算得到的增益值
1.993
5.000
10.02
19.99
50.59
100.3
200.3
496.9
994.4
1994
不使用增益电阻时，AD8429默认设置G = 1。电阻RG的容
差和增益漂移会在AD8429的规范上有所附加，从而决定系
第二级为差分放大器(G = 1), 由放大器A3和电阻R3至R6组
统的总增益精度。当不使用增益电阻时，增益误差和增益
成。共模信号经第二级从放大的差分信号中移除。
漂移最小。
AD8429的传递函数为：
RG 功耗
AD8429将输入差分电压复制至RG电阻。选择合适的电阻
RG来达到预期功耗。
其中：
基准引脚
AD8429的输出电压是相对于基准引脚上的电位而言的。这
在输出信号必须偏移到精确的中间电平时会很有用。例
增益选择
如，可以将一个电压源与REF引脚相连，对输出进行电平
将一个电阻跨接在RG引脚上，即可设置AD8429的增益，
转换，使AD8429可以驱动单电源ADC。REF引脚由ESD二
电阻值计算可参考表5或利用下列增益公式。
极管保护，该引脚不应超出+VS或–VS 的0.3 V以上。
Rev. 0 | Page 15 of 20
AD8429
为获得最好的性能，REF引脚的源阻抗应保持在1 Ω以下。
入端放置，这样可以使其与PCB走线产生的寄生电容的相
如图46所示，基准引脚REF在5 kΩ电阻的一端。REF引脚附
互作用降到最低。
加到这个5 kΩ电阻的阻抗会导致连接到正输入端的信号被
增益设置引脚的寄生电容也能影响整个频率范围内的共模
放大。附加RREF的信号放大值可由下式求出：
抑制比(CMRR)。如果电路板设计中在增益设置引脚处有
2(5 kΩ + RREF)/(10 kΩ + RREF)
一个器件(例如，一个开关或跳线)，那么该器件的寄生电
只有正信号路径会被放大；负路径不受影响。这种不均衡
电源与接地
的放大作用会降低共模抑制比(CMRR)。
INCORRECT
容应该尽可能的小。
使用稳定的直流电压给仪表放大器供电。电源引脚上的噪
CORRECT
声会对器件性能产生不利影响。欲了解更多信息，请参见
AD8429
REF
图9和图10中的电源抑制比(PSRR)性能曲线。
AD8429
尽可能靠近各电源引脚放置一个0.1 μF电容。因为高频时
REF
V
旁路电容引线的长度至关重要，建议使用表面安装电容。
V
+
旁路接地走线中的寄生电感会对旁路电容的低阻抗产生不
OP1177
利影响。如图49所示，离该器件较远的位置可以用一个10
09730-059
–
μF电容。若使用较大电容并在较低频率时有效，电流返回
路径距离并不重要。大多数情况下，其它精密集成电路可
图47. 驱动基准引脚
以共享该电容。
输入电压范围
图4和图5显示了在多种输出电压和电源电压条件下所允许
+VS
的共模输入电压范围。AD8429的三运算放大器架构在使用
0.1µF
差动放大器级消除共模电压之前，在第一级调节增益。第
一级与第二级间的内部节点(图46中的节点1和2)共同获得
10µF
+IN
增益信号、共模信号以及二极管压降。这一合并后的信号
RG
会受电源电压限制，即使在单独输入和输出信号没有被限
VOUT
AD8429
LOAD
制的时候也是如此。
REF
–IN
0.1µF
为确保AD8429在PCB板级达到最佳性能，必须精心设计电
路板布局。AD8429的引脚以合乎逻辑的方式进行安排，便
–VS
于实现这一目标。
10µF
09730-061
布局
图49. 电源去耦、REF及输出以局部地为参考
接地层有利于减少寄生电感。电流发生改变时，压降降至
–IN 1
8 +VS
RG 2
7 VOUT
RG 3
6 REF
AD8429
频时的路径阻抗也成正比。感应去耦路径或接地回路中的
大电流变化会耦合至放大器输入端，从而产生不利影响。
5 –VS
TOP VIEW
(Not to Scale)
09730-060
+IN 4
最小。电流路径范围与寄生电感的量级成正比，因此与高
负载电流由电源流入，所以负载应连接至与旁路电容接地
相同的位置。
图48. 引脚排列图
整个频率范围内的共模抑制比
基准引脚
若布局不当，会导致部分共模信号转换为差分信号，而后
AD8429的输出电压是相对于基准引脚上的电位而言的。应
传送至仪表放大器。各输入路径的频率响应不同时，会进
确保REF与适当的局部地连接。
行信号转换。要保持整个频率范围内的高共模抑制比，每
一路径的输入源阻抗与电容要严格匹配。输入路径的附加
源电阻(例如，用于输入保护的)需要靠近仪表放大器的输
Rev. 0 | Page 16 of 20
AD8429
输入偏置电流回路
噪声敏感应用中可能需要较低保护电阻。低漏电钳位二极
AD8429的输入偏置电流必须有一个对地的返回路径。如图
管(如BAV199)可用在输入端，将AD8429输入端的电流分
50所示，无电流返回路径时，使用浮动电流源(如热电偶)
流，从而允许采用较小保护电阻值。为了确保电流主要流
需建立电流返回路径。
过外部保护二极管，在二极管和AD8429间放入一个小电
阻，如33 Ω的电阻。
CORRECT
+VS
+VS
+
VIN+
–
AD8429
AD8429
REF
+VS
RPROTECT
I
AD8429
+
–VS
VIN–
–
–VS
–VS
TRANSFORMER
+VS
+VS
I
+
VIN+
–
–VS
AD8429
+VS
33Ω
+
VIN–
–
–VS
SIMPLE METHOD
TRANSFORMER
33Ω
RPROTECT
RPROTECT
REF
+VS
RPROTECT
–VS
LOW NOISE METHOD
09730-066
INCORRECT
图51.电压超出供电轨保护
+VS
高增益下大差分输入电压
如果高增益下差分电压大，则在过载条件下采用外部电阻
与输入端串联来限制电流。输入端的限流电阻值可由下列
AD8429
AD8429
REF
方程式求出：
REF
10MΩ
–VS
–VS
THERMOCOUPLE
+VS
管(如BAV199)可用在输入端，将AD8429输入端的电流分
+VS
C
C
噪声敏感应用中可能需要较低保护电阻。低漏电钳位二极
流，从而允许采用较小保护电阻值。
C
R
fHIGH-PASS = 2π1RC
AD8429
REF
C
VDIFF
09730-062
CAPACITIVELY COUPLED
VDIFF
AD8429
–
RPROTECT
RPROTECT
–VS
I
+
AD8429
–
R
CAPACITIVELY COUPLED
I
+
REF
–VS
RPROTECT
RPROTECT
AD8429
SIMPLE METHOD
LOW NOISE METHOD
09730-067
THERMOCOUPLE
图52.大差分电压保护
图50.建立输入偏置电流返回路径
IMAX
输入保护
AD8429的输入端不得超过数据手册绝对最大额定值部分规
定的额定值。否则，必须在AD8429之前增加保护电路，将
输入电流限制在最大电流IMAX范围内。
下，器件能承受10 mA的电流至少一天。这个时间在器件
使用寿命内累计。
射频干扰(RFI)
输入电压超出供电轨
如果电压会超出供电轨，则在过载条件下采用外部电阻与
输入端串联来限制电流。输入端的限流电阻值可由下式求
出
AD8429输入端的最大电流IMAX取决于时间和温度。室温
在有强RF信号的应用中使用放大器时，一般都存在RF整流
问题。这种干扰可能会表现为较小的直流失调电压。高频
信号可以通过仪表放大器输入端的低通RC网络滤除，如图
53所示。
Rev. 0 | Page 17 of 20
AD8429
+VS
0.1µF
源电阻噪声
连接至AD8429的任意传感器都会有一定的输出电阻。输入
10µF
端可能有串联电阻，以提供过压或射频干扰保护。图54
CC
1nF
R
中，组合电阻标记为R1和R2。任意电阻，不论优质与否，
+IN
4.02kΩ
CD
10nF
R
都会存在固有噪声。噪声与电阻值的平方根成比例。室温
VOUT
AD8429
RG
下，该值约等于4 nV/√Hz × √(电阻值kΩ)。
REF
例如，假设正输入端的传感器和保护组合电阻为4 kΩ，负
–IN
4.02kΩ
CC
1nF
输入端为1 kΩ，则输入电阻的总噪声为：
0.1µF
09730-063
10µF
–VS
图53. 射频干扰(RFI)抑制
仪表放大器的电压噪声
滤波器根据以下关系式对输入信号带宽加以限制：
仪表放大器的电压噪声由三个参数求得：器件输入噪声、
输出噪声和RG电阻噪声。其计算公式为：
总电压噪声
其中CD ≥ 10 CC。
例如：增益为100，增益电阻=60.4 Ω。因此，仪表放大器
CD影响差动信号，CC影响共模信号。选择R和CC值，将射
的电压噪声等于
频干扰减至最小。正输入端R × CC与负输入端R × CC的不匹
配会降低AD8429的CMRR性能。使CD的值比CC大一个数量
级，可以降低不匹配的影响，从而改善性能。
仪表放大器的电流噪声
电阻会增加噪声；因此，需权衡考量高频时的噪声和输入
电流噪声等于源电阻乘以电流噪声。
阻抗与抗RFI，选择合适的电阻和电容值。RFI滤波器与输
例如，图54中，R1源电阻为4 kΩ，R2为1 kΩ，那么，总电
入保护可以采用相同的电阻。
流噪声由下式得出：
输入级的噪声计算
SENSOR
总噪声密度计算
RG
仪表放大器输入端的总噪声，由源电阻噪声、电压噪声和
AD8429
R2
电流噪声的平方和再取平方根得出。
09730-064
R1
例如，图54中，R1源电阻为4 kΩ，R2为1 kΩ，仪表放大器
的增益为100，那么，总输入噪声为：
图54.传感器源电阻和保护电阻
放大器前端的总噪声很大程度上取决于数据手册中的1
nV/√Hz技术规格。主要源于三个因素：源电阻、仪表放大
器的电压噪声和仪表放大器的电流噪声。
下列计算中，噪声指的是输入(RTI)噪声。也就是说，出现
在放大器输入端的都会计入。要算出放大器输出端(RTO)
噪声，只需用RTI噪声乘以仪表放大器的增益即可。
Rev. 0 | Page 18 of 20
AD8429
外形尺寸
5.00 (0.1968)
4.80 (0.1890)
1
5
4
1.27 (0.0500)
BSC
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0040)
COPLANARITY
0.10
SEATING
PLANE
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2284)
1.75 (0.0688)
1.35 (0.0532)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
0.50 (0.0196)
0.25 (0.0099)
45°
8°
0°
0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
012407-A
8
4.00 (0.1574)
3.80 (0.1497)
图55. 8引脚标准小型封装[SOIC_N]
窄体
(R-8)
图示尺寸单位：mm(inches)
订购指南
型号1
AD8429ARZ
AD8429ARZ-R7
AD8429BRZ
AD8429BRZ-R7
1
温度范围
封装描述
-40℃至+125℃
-40℃至+125℃
-40℃至+125℃
-40℃至+125℃
8引脚
8引脚
8引脚
8引脚
SOIC_N
SOIC_N，7"卷带和卷盘
SOIC_N
SOIC_N，7"卷带和卷盘
Z = 符合RoHS标准的器件。
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封装选项
R-8
R-8
R-8
R-8
AD8429
注释
©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D09730sc-0-10/11(0)
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