中文数据手册

高分辨率、
零漂移分流监控器
AD8217
功能框图
特性
高共模电压范围
R4
AD8217
工作范围：4.5 V至80 V
耐压范围：0 V至85 V
–IN
R1
OUT
缓冲输出电压
+IN
R2
宽工作温度范围：−40°C至+125°C
R3
LDO
失调漂移：±100 nV/°C（典型值）
09161-001
交流和直流性能
GND
失调：±100 μV/°C（典型值）
图1.
增益漂移：±5 ppm/°C（典型值）
直流共模抑制比(CMRR)：100 dB（典型值）
应用
高端电流检测
48 V电信
电源管理
基站
单向电机控制
精密高压电流源
概述
AD8217是一款高压、高分辨率分流放大器。设定增益为20
在-40°C至+125°C的整个温度范围内，AD8217都能提供
V/V，在整个温度范围内的最大增益误差为±0.35%。缓冲
突破性的性能。它采用零漂移内核，在整个工作温度范
输出电压可以直接与任何典型转换器连接。AD8217提供从
围和共模电压范围内，失调漂移典型值为±100 nV/°C。器
4.5 V到80 V的出色共模抑制性能，并内置一个LDO，它直
件设计中还特别注意，无论是否存在共模电压，在0 mV
接从高压轨为器件供电。因此，只要输入共模范围为4.5 V
至250 mV的整个输入差分电压范0围内保持线性输出；输
至80 V，则无需其它电源。AD8217在分流电阻上执行单向
入失调电压典型值为±100 μV。
电流测量，适合各种工业和电信应用，包括电机控制、电
AD8217采用8引脚MSOP封装，额定温度范围为−40°C至
池管理和基站功率放大器偏置控制等。
+125°C。
Rev. 0
Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no
responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other
rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No
license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices.
Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners.
One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.
Tel: 781.329.4700
www.analog.com
Fax: 781.461.3113
©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供
的最新英文版数据手册。
AD8217
目录
特性....................................................................................................1
放大器内核 ...............................................................................10
应用....................................................................................................1
内部LDO....................................................................................10
功能框图 ...........................................................................................1
应用须知 .........................................................................................11
概述....................................................................................................1
输出线性度 ...............................................................................11
修订历史 ...........................................................................................2
应用信息 .........................................................................................12
技术规格 ...........................................................................................3
高端电流检测 ...........................................................................12
绝对最大额定值..............................................................................4
电机控制电流检测 ..................................................................12
ESD警告.......................................................................................4
外形尺寸 .........................................................................................13
引脚配置和功能描述 .....................................................................5
订购指南....................................................................................13
典型工作特性 ..................................................................................6
工作原理 .........................................................................................10
修订历史
2010年7月—修订版0：初始版
Rev. 0 | Page 2 of 16
AD8217
技术规格
除非另有说明，TOPR = −40°C至+125°C、TA = 25°C、RL = 25 kΩ、输入共模电压(VCM = 4.5 V)（RL是输出负载电阻）。
表1
参数
共模输入电压范围
差分输入电压范围3
共模抑制比(CMRR)
µV
µV
nV/°C
25°C
TOPR
TOPR
250
100
µA
µA
V
mV
dB
TA
TOPR
共模连续
差分输入电压
TOPR
TA 4
TA4
2
V
V
Ω
500
1
kHz
V/µs
2.3
110
µV p-p
nV/√Hz
±250
±300
±100
500
800
80
4.5
90
90
−40
4
VO ≥ 0.1 V dc, TA
TOPR
TOPR
±5
温度范围
额定性能
3
V/V
%
%
ppm/°C
±0.35
输出
输出电压范围下限
输出电压范围上限
输出阻抗
动态响应
小信号-3 dB带宽
压摆率
噪声
0.1 Hz至10 Hz、(RTI)1
频谱密度、1 kHz、(RTI)1
电源
工作范围
整个温度范围内的静态电流
电源抑制比(PSRR)
2
测试条件
20
±0.1
失调电压
失调电压(RTI)1
整个温度范围内(RTI)1
失调漂移
输入
偏置电流2
1
单位
最小值 典型值 最大值
增益
初始
精度
整个温度范围内的精度
增益与温度的关系
0.01
5
4.5
80
800
110
+125
V
µA
dB
从共模调节的电源
整个输入共模范围
TOPR
°C
RTI = 折合到输入端。
有关输入偏置电流的更多信息，请参考图8。此电流取决于输入共模电压。此外，流入+IN引脚的输入偏置电流也是内部LDO的电源电流。
规定的差分输入电压典型值为250 mV，因为输出内部箝位在5 V。这可以确保输出电压不超过5 V，从而能与任何典型转换器连接而不会造成损坏，无论AD8217
输入端是否存在高电压（最高可达80 V）。
有关不同负载下AD8217输出范围的更多信息，请参考图17和图18。当+IN引脚的电压大于5.6 V时，AD8217输出电压箝位在最大值5.6 V。当+IN电压小于5.6 V时，
输出达到最大值(V+IN − 100 mV)。
Rev. 0 | Page 3 of 16
AD8217
绝对最大额定值
表2.
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
参数
额定值
最大输入电压(+IN、−IN至GND)
差分输入电压(+IN至−IN)
HBM(人体模型)ESD额定值
工作温度范围(TOPR)
存储温度范围
输出短路持续时间
0 V至85 V
±1 V
±2000 V
-40°C至+125°C
-65°C至+150°C
未定
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。
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。
Rev. 0 | Page 4 of 16
AD8217
+IN 1
NC 2
NC 3
GND 4
AD8217
TOP VIEW
(Not to Scale)
8
–IN
7
NC
6
NC
5
OUT
NC = NO CONNECT
09161-002
引脚配置和功能描述
图2. 引脚配置
表3. 引脚功能描述
引脚编号
1
2
3
4
5
6
7
8
引脚名称
+IN
NC
NC
GND
OUT
NC
NC
−IN
描述
同相输入。内部LDO的电源引脚。
不连接。内部不连接到该引脚。
不连接。内部不连接到该引脚。
地。
输出。
不连接。内部不连接到该引脚。
不连接。内部不连接到该引脚。
反相输入。
Rev. 0 | Page 5 of 16
AD8217
典型工作特性
30
40
27
38
24
36
MAGNITUDE (dB)
21
32
30
28
15
12
9
6
26
3
–20
0
20
40
60
80
100
120
140
TEMPERATURE (°C)
0
09161-003
24
–40
18
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
09161-006
VOSI (µV)
34
图6. 典型小信号带宽(VOUT = 200 mV p-p)
图3. 典型输入失调与温度的关系
10
140
9
130
8
TOTAL OUTPUT ERROR (%)
120
100
90
–40°C
+25°C
+125°C
80
70
6
5
4
3
2
1
0
–1
–2
–3
60
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
09161-004
–5
1000
0
5
800
450
700
400
600
INPUT BIAS CURRENT (µA)
500
350
300
250
200
–20
0
20
40
60
TEMPERATURE (°C)
80
40
45
50
+IN
500
400
300
200
100
150
100
–40
15
20
25
30
35
DIFFERENTIAL INPUT (mV)
图7. 总输出误差与差分输入电压的关系
100
120
0
09161-005
GAIN ERROR (ppm)
图4. 典型CMRR与频率的关系
10
09161-007
–4
50
100
–IN
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
图8. 输入偏置电流与输入共模电压的关系
（差分输入电压 = 5 mV）
图5. 典型增益误差与温度的关系
Rev. 0 | Page 6 of 16
09161-008
CMRR (dB)
110
7
AD8217
INPUT
100mV/DIV
INPUT
5mV/DIV
OUTPUT
2V/DIV
1µs/DIV
5µs/DIV
图9. 上升时间（差分输入 = 5 mV）
09161-012
100mV/DIV
09161-009
OUTPUT
图12. 下降时间（差分输入 = 200 mV）
INPUT
200mV/DIV
INPUT
OUTPUT
2V/DIV
2V/DIV
5µs/DIV
09161-010
OUTPUT
5µs/DIV
图10. 上升时间（差分输入 = 200 mV）
09161-013
100mV/DIV
图13. 差分过载恢复时间（上升）
INPUT
INPUT
5mV/DIV
200mV/DIV
OUTPUT
OUTPUT
100mV/DIV
5µs/DIV
图11. 下降时间（差分输入 = 5 mV）
图14. 差分过载恢复时间（下降）
Rev. 0 | Page 7 of 16
09161-014
1µs/DIV
09161-011
2V/DIV
AD8217
250
OUTPUT VOLTAGE RANGE FROM GND (V)
MAXIMUM OUTPUT SINK CURRENT (mA)
11.5
11.0
10.5
10.0
9.5
9.0
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
TEMPERATURE (°C)
150
100
50
0
09161-015
5.0
–40 –30 –20 –10
200
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
OUTPUT SINK CURRENT (mA)
4.0
4.5
5.0
图18. GND输出电压范围与输出吸电流的关系
图15. 最大输出吸电流与温度的关系
9.0
8.5
INPUT
8.0
50V/DIV
7.5
7.0
6.5
OUTPUT
6.0
1V/DIV
5.5
5.0
4.5
TEMPERATURE (°C)
150
140
500ns/DIV
09161-016
130
110
120
90
100
80
70
60
50
40
30
20
0
10
–10
–20
–30
–40
4.0
图16. 最大输出源电流与温度的关系
09161-019
MAXIMUM OUTPUT SOURCE CURRENT (mA)
9.5
图19. 共模阶跃响应（上升）
5.000
4.990
INPUT
4.980
50V/DIV
4.970
OUTPUT
4.960
1V/DIV
4.950
4.940
4.930
4.910
4.900
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
OUTPUT SOURCE CURRENT (mA)
4.5
5.0
图17. 输出电压范围与输出源电流的关系
1µs/DIV
图20. 共模阶跃响应（下降）
Rev. 0 | Page 8 of 16
09161-020
4.920
09161-017
OUTPUT VOLTAGE SWING FROM RAIL (V)
5.010
09161-018
12.0
AD8217
1200
700
1000
600
500
800
COUNT
COUNT
800
600
400
300
400
200
–150
–100
–50
0
50
100
150
0
200
VOSI (µV)
600
400
200
09161-022
COUNT
800
0
GAIN DRIFT (ppm/°C)
–0.2
0
图23. 输入失调漂移分布图
1000
–5
–0.4
OFFSET DRIFT (µV/°C)
图21. 输入失调电压分布图
0
–10
09161-023
0
–200
100
09161-021
200
5
10
图22. 增益漂移分布图
Rev. 0 | Page 9 of 16
0.2
0.4
AD8217
工作原理
放大器内核
AD8217能够精确放大输入差分信号，抑制4.5 V到80 V的高
在典型应用中，AD8217放大由分流电阻中流过的负载电流
共模电压。
产生的小差分输入电压。AD8217能够抑制高共模电压(最
主放大器采用新颖的零漂移架构，器件在整个温度范围内
高 80V) ， 并 提 供 地 参 考 缓 冲 输 出 ， 以 便 与 模 数 转 换 器
能够非常稳定地工作。失调漂移典型值小于±100 nV/°C，
(ADC)连接。图24显示了AD8217简化的电气原理图。
因此其精度和动态范围极佳。
内部LDO
R4
AD8217
AD8217内置一个LDO，允许器件直接从输入端的共模电
ILOAD
V2
V1
4.5V
TO
80V
压获得电源。只要+IN引脚的共模电压为4.5 V至80 V，则
R1
SHUNT +IN
OUT
R2
无需其它独立电源。一旦共模电压高于5.6 V，则LDO输出
达到最大值5.6 V，这也是AD8217的最大输出电压范围。
R3
LDO
GND
AD8217输出端通常与转换器连接，5.6 V最大输出电压范
09161-024
LOAD
–IN
围可确保ADC输入端不会因为过压太大而受损。
流过+IN引脚的输入偏置电流为内部LDO供电，因此也是
图24. 简化原理图
AD8217的电源电流。此电流取决于输入共模电压。更多信
AD8217配置为差动放大器。传递函数为：
息参见图8。
OUT = (R4/R1) × (V1 − V2)
电阻R4和R1匹配精度为0.01%，阻值分别为1.5MΩ和75Ω，
这意味着AD8217的输入到输出总增益为20 V/V。
Rev. 0 | Page 10 of 16
AD8217
应用须知
无论共模大小，只要输入差分至少为1 mV，AD8217就能
输出线性度
在共模电压可能会大幅变化的所有电流检测应用中，无论
输入差分或共模电压为何值，电流传感器都必须保持额定
提供正确的输出电压。这种能力使得AD8217能在任何电流
检测应用中实现最佳的动态范围、精度和灵活性。
输出线性度。即使差分输入电压非常小，AD8217也能保持
非常高的输入到输出线性度。
200
180
160
120
100
80
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
6
7
DIFFERENTIAL INPUT (mV)
8
9
10
09161-025
OUTPUT (mV)
140
图25. 小差分输入时的增益线性度（VCM = 4.5 V至80 V）
Rev. 0 | Page 11 of 16
AD8217
应用信息
高端电流检测
电机控制电流检测
在该配置中，分流电阻以电池为参考（见图26）。电流检
对于电机控制应用，AD8217是一款实用、精确的高端电流
测放大器的输入端存在高压。当分流电阻以电池为参考
检测解决方案。当分流电阻以电池为参考并且电流单向流
时，AD8217产生线性地参考模拟输出。AD8217内置一个
动时（如图27所示），AD8217无需其它电源引脚就能监控
LDO，允许器件直接从高压轨获得电源，而无需其它独立
电流。
电源。
BATTERY
ILOAD
SHUNT
ADC
–IN
AD8217
OUT
GND
–IN
+IN
MOTOR
AD8217
OUT
GND
图26. 电池参考分流电阻
图27. 电机控制中的高端电流检测
Rev. 0 | Page 12 of 16
09161-027
+IN
09161-026
4.5V
TO
80V
IMOTOR
AD8217
外形尺寸
3.20
3.00
2.80
3.20
3.00
2.80
8
1
5.15
4.90
4.65
5
4
PIN 1
IDENTIFIER
0.65 BSC
0.95
0.85
0.75
15° MAX
1.10 MAX
0.40
0.25
6°
0°
0.23
0.09
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
0.80
0.55
0.40
100709-B
0.15
0.05
COPLANARITY
0.10
图28. 8引脚超小型封装[MSOP](RM-8)
尺寸单位：mm
订购指南
型号1
AD8217BRMZ
AD8217BRMZ-RL
AD8217BRMZ-R7
1
温度范围
-40°C至+125°C
-40°C至+125°C
-40°C至+125°C
封装描述
8引脚超小型封装(MSOP)
8引脚超小型封装(MSOP)
8引脚超小型封装(MSOP)
Z = 符合RoHS标准的器件。
Rev. 0 | Page 13 of 16
封装选项
RM-8
RM-8
RM-8
标识
Y2L
Y2L
Y2L
AD8217
注释
Rev. 0 | Page 14 of 16
AD8217
注释
Rev. 0 | Page 15 of 16
AD8217
注释
©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D09161-0-6/10(0)
Rev. 0 | Page 16 of 16