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日本語参考資料
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非常に高い同相モード精度の
ディファレンス・アンプ
AD8479
データシート
機能ブロック図
特長
AD8479
REF(–) 1
–IN 2
+IN 3
1MΩ
8
NC
7
+VS
6
OUTPUT
5
REF(+)
1MΩ
–VS 4
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.
11118-001
同相モード電圧範囲: ±600 V
レール to レール出力
固定ゲイン: 1
広い電源範囲: ±2.5 V～±18 V
電源電流: 550 μA
優れた AC 仕様
CMRR: 最小 90 dB
帯域幅: 130 kHz
高精度な DC 性能
ゲイン非直線性: 最大 5 ppm
オフセット電圧ドリフト: 最大 10 µV/°C
ゲイン・ドリフト: 最大 5 ppm/°C
図 1.
アプリケーション
高電圧電流検出
バッテリ・セル電圧モニタ
電源電流モニタ
モーター・コントロール
アイソレーション
800
VS = ±15V
AD8479 は、非常に高い入力同相モード電圧範囲を持つディフ
ァレンス・アンプです。最大±600 V までの高い同相モード電圧
の中から差動信号を正確に計測できる高精度デバイスです。
AD8479 は、電流アイソレーションが不要なアプリケーションで
高価なアイソレーション・アンプを置き換えることができます。
このデバイスは±600 V の同相モード電圧範囲で動作し、最大
±600 V の同相モードまたは差動モード過渡電圧から保護する入
力を持っています。
400
VS = ±5V
200
0
–200
–400
–600
–800
–20
AD8479 は低オフセット電圧、低オフセット電圧ドリフト、低
ゲイン・ドリフト、低同相モード除去比ドリフト、広い周波数
範囲で優れた同相モード除去比 (CMRR)を持っています。
–15
–10
–5
0
VOUT (V)
5
10
15
20
11118-110
概要
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
600
図 2.出力電圧対入力同相モード電圧
AD8479 は、省スペースの 8 ピン SOIC パッケージを採用し、
−40°C～+125°C の温度範囲で動作します。
アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関して、あるいは利用によって
生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示
的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、それぞれの所有
者の財産です。※日本語版資料は REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。
Rev. 0
©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
本
社／〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル
電話 03（5402）8200
大阪営業所／〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー
電話 06（6350）6868
AD8479
データシート
目次
特長 ...................................................................................................... 1
アプリケーション情報 .................................................................... 12
アプリケーション .............................................................................. 1
基本接続........................................................................................ 12
概要 ...................................................................................................... 1
単電源動作.................................................................................... 12
機能ブロック図 .................................................................................. 1
システム・レベルのデカップリングとグラウンド接続 ......... 12
改訂履歴 .............................................................................................. 2
大きなシャント抵抗の使用 ........................................................ 13
仕様 ...................................................................................................... 3
出力フィルタ................................................................................ 14
絶対最大定格 ...................................................................................... 4
ゲイン 60 の差動アンプ .............................................................. 14
ESD の注意 ..................................................................................... 4
誤差解析例.................................................................................... 15
ピン配置およびピン機能説明 .......................................................... 5
外形寸法............................................................................................ 16
代表的な性能特性 .............................................................................. 6
オーダー・ガイド ........................................................................ 16
動作原理 ............................................................................................ 11
改訂履歴
4/13—Revision 0: Initial Version
Rev. 0
－ 2/16 －
AD8479
データシート
仕様
特に指定がない限り、VS = ±15 V、REF(−) = REF(+) = 0 V、RL = 2 kΩ、TA = 25°C。
表 1.
A Grade
Typ
Max
TA = TMIN to TMAX
1
0.01
4
3
0.02
10
5
VS = ±15 V
VS = ±5 V
TA = TMIN to TMAX
VS = ±2.5 V to ±15 V
0.5
0.5
3
100
Parameter
Test Conditions/Comments
GAIN
Nominal Gain
Gain Error
Gain Nonlinearity
Gain Drift
VOUT = ±10 V, RL = 2 kΩ
OFFSET VOLTAGE
Offset Voltage
Offset Voltage Drift
Power Supply Rejection Ratio
(PSRR)
INPUT
Common-Mode Rejection
Ratio (CMRR)
Operating Voltage Range
Input Operating Impedance
OUTPUT
Output Voltage Swing
Output Short-Circuit Current
Capacitive Load
DYNAMIC RESPONSE
Small Signal −3 dB
Bandwidth
Slew Rate
Full Power Bandwidth
Settling Time
OUTPUT VOLTAGE NOISE
0.01 Hz to 10 Hz
Noise Spectral Density
POWER SUPPLY
Operating Voltage Range
Supply Current
TEMPERATURE RANGE
Specified Performance
Operational
Rev. 0
Min
84
Min
3
3
15
90
B Grade
Typ
Max
Unit
1
0.005
2
3
0.01
5
5
V/V
%
ppm
ppm/°C
0.5
0.5
3
100
1
1
10
mV
mV
µV/°C
dB
VCM = ±600 V dc
TA = 25°C
TA = TMIN to TMAX
VCM = 1200 V p-p, dc to 12 kHz
Common-mode
Differential
Common-mode
Differential
80
80
80
RL = 2 kΩ
−VS + 0.3
90
90
90
80
96
±600
±14.7
±600
±14.7
500
2
Stable operation
500
2
+VS − 0.3
−VS + 0.3
+VS − 0.3
dB
dB
dB
V
V
kΩ
MΩ
±55
500
±55
500
V
mA
pF
130
130
kHz
7.5
100
11
15.4
8
7.5
100
11
15.4
8
VOUT = 20 V p-p
0.01%, VOUT = 10 V step
0.001%, VCM = 10 V step
V/µs
kHz
µs
µs
30
1.6
35
30
1.6
35
f ≥ 100 Hz
µV p-p
μV/√Hz
±18
650
V
μA
μA
+85
+125
°C
°C
±2.5
VOUT = 0 V
TA = TMIN to TMAX
TA = TMIN to TMAX
550
850
−40
−40
－ 3/16 －
±18
650
±2.5
+85
+125
−40
−40
550
850
AD8479
データシート
絶対最大定格
表 2.
Parameter
Rating
Supply Voltage, VS
Input Voltage Range
Continuous
Common-Mode and Differential, 10 sec
Output Short-Circuit Duration
REF(−) and REF(+)
Maximum Junction Temperature
Operating Temperature Range
Storage Temperature Range
Lead Temperature (Soldering, 60 sec)
±18 V
Rev. 0
±600 V
±900 V
Indefinite
−VS − 0.3 V to +VS + 0.3 V
150°C
−40°C to +125°C
−65°C to +150°C
300°C
上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバイスに恒
久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格
の規定のみを目的とするものであり、この仕様の動作のセクシ
ョンに記載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものでは
ありません。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデバ
イスの信頼性に影響を与えます。
ESD の注意
ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスで
す。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知さ
れないまま放電することがあります。本製品は当社
独自の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはい
ますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被っ
た場合、損傷を生じる可能性があります。したがっ
て、性能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対
する適切な予防措置を講じることをお勧めします。
－ 4/16 －
AD8479
データシート
REF(–) 1
–IN 2
AD8479
+IN 3
TOP VIEW
–VS 4 (Not to Scale)
8
NC
7
+VS
6
OUTPUT
5
REF(+)
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.
図 3.ピン配置
表 3.ピン機能の説明
ピン番号
記号
説明
1
REF(−)
負のリファレンス電圧入力。
2
−IN
反転入力。
3
+IN
非反転入力。
4
−VS
負電源電圧。
5
REF(+)
正のリファレンス電圧入力。
6
OUTPUT
出力。
7
+VS
正電源電圧
8
NC
未接続。このピンは接続しないでください。
Rev. 0
－ 5/16 －
11118-002
ピン配置およびピン機能説明
AD8479
データシート
代表的な性能特性
特に指定がない限り、VS = ±15 V、TA = 25°C。
100
50
90
40
80
30
70
60
10
50
0
–150
–100
0
–50
CMRR (µV/V)
50
100
11118-003
20
40
1
10
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
図 4.CMRR の分布
70
100
11118-006
N = 393
MEAN = –33.5249
SD = 30.5258
CMRR (dB)
HITS
60
図 7.CMRR の周波数特性
120
N = 395
MEAN = –29.0415
SD = 57.0658
60
100
+PSRR
50
PSRR (dB)
30
60
40
20
10
20
–200
0
100
–100
GAIN ERROR (µV/V)
200
300
11118-004
0
–300
–PSRR
0
0.1
1
10
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
図 5.ゲイン誤差の分布
70
60
11118-007
HITS
80
40
図 8.PSRR の周波数特性
35
N = 377
MEAN = 344.277
SD = 1086.57
VS = ±15V
30
50
40
VOUT (V p-p)
HITS
25
30
20
15
20
VS = ±5V
10
10
0
2000
OFFSET VOLTAGE (µV)
4000
0
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
図 6.オフセット電圧の分布
図 9.大信号周波数応答
Rev. 0
－ 6/16 －
100k
1M
11118-008
–2000
11118-005
5
0
–4000
AD8479
データシート
150
10
VS = +5V, VREF = MIDSUPPLY
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
0
GAIN (dB)
–10
–20
–30
–40
100
50
0
–50
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
–100
11118-009
–60
100
0
図 10.小信号周波数応答
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
VOUT (V)
3.5
4.0
4.5
5.0
11118-112
–50
図 13.出力電圧対入力同相モード電圧、単電源
VS = +5 V、VREF = 電源の中央
800
VS = ±15V
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
600
400
VS = ±5V
5V/DIV
200
11.0µs TO 0.01%
15.4µs TO 0.001%
0
–200
0.002%/DIV
–400
–15
–10
–5
0
VOUT (V)
5
10
15
20
11118-110
–800
–20
11118-113
–600
TIME (10µs/DIV)
図 14.セトリング・タイム
図 11.出力電圧対入力同相モード電圧、両電源
VS = ±15 V、 ±5 V
20
250
VS = +5V, VREF = 0V
200
10
5
150
VOUT (V)
100
0
–5
50
–10
–15
0
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
VOUT (V)
3.5
4.0
4.5
5.0
–20
–8
11118-111
–50
11118-114
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
RL = 2kΩ
CL = 1000pF
15
–4
0
4
8
12
16
20
TIME (µs)
図 15.大信号パルス応答
図 12.出力電圧対入力同相モード電圧、単電源
VS = +5 V、VREF = 0 V
Rev. 0
－ 7/16 －
24
28
32
AD8479
データシート
200
10
150
GAIN ERROR (µV/V)
15
0
–5
–40°C
+25°C
+85°C
+105°C
+125°C
–15
100
1k
10k
100k
50
0
–50
1M
RESISTANCE (Ω)
–100
–40
11118-014
–10
100
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
8
10
TEMPERATURE (°C)
11118-118
VOUT (V)
5
図 19.ゲイン・ドリフト
図 16.様々な温度での負荷対出力電圧
20
15
15
10
NONLINEARITY (ppm)
10
0
–40°C
+25°C
+85°C
+105°C
+125°C
–10
5
10
–5
–15
–15
0
0
–10
15
20
25
30
35
40
45
ILOAD (mA)
–20
–10
11118-015
–5
5
–8
–6
–4
–2
0
2
4
6
VOUT (V)
11118-019
VOUT (V)
5
図 20.ゲインの非直線性
図 17.様々な温度での出力電流対出力電圧
8
30
NORMALIZED AT 25°C
REPRESENTATIVE DATA
NORMALIZED AT 0V; OFFSET TO SHOW
DIFFERENT POWER SUPPLIES
6
20
CMRR (µV/V)
10
0
–10
2
0
–2
VS = ±18V
VS = ±15V
VS = ±12V
VS = ±10V
VS = ±5V
–4
–20
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
TEMPERATURE (°C)
110
125
–8
–20
11118-117
–30
–40
–6
–12
–8
–4
0
4
VOUT (V)
8
12
16
図 21.出力電圧対出力誤差、RL = 10 kΩ
図 18.CMRR の温度特性、VCM = ±20 V
Rev. 0
–16
－ 8/16 －
20
11118-020
OUTPUT ERROR (mV)
4
AD8479
データシート
6
8
NORMALIZED AT 0V; OFFSET TO SHOW
DIFFERENT POWER SUPPLIES
6
4
2
VOUT (mV)
2
0
–2
–12
–8
–4
0
4
VOUT (V)
8
12
16
20
–6
–10
–5
0
10
15
20
25
30
6
6
CL = 470pF
CL = 670pF
CL = 1.00nF
CL = 1.20nF
CL = 1.47nF
CL = 1.67nF
4
2
VOUT (mV)
2
0
–2
–8
–20
–16
–12
–8
–4
0
4
VOUT (V)
8
12
16
0
–2
VS = ±18V
VS = ±15V
VS = ±12V
VS = ±10V
VS = ±5V
–4
20
–6
–10
11118-022
OUTPUT ERROR (mV)
4
–6
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
60
VS = ±5V
SHORT-CIRCUIT CURRENT (mA)
+ISC
3
OUTPUT ERROR (mV)
0
図 26.容量負荷対小信号パルス応答
4
RL = 10kΩ
2
RL = 2kΩ
1
RL = 1kΩ
0
–4
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
5
6
40
20
0
–20
–40
–60
–40
11118-023
–5
VOUT (V)
–ISC
–25
–10
5
20
35
50
65
80
TEMPERATURE (°C)
図 27.短絡電流の温度特性
図 24.出力電圧対出力誤差、VS = ±5 V
Rev. 0
–5
TIME (µs)
図 23.出力電圧対出力誤差、RL = 1 kΩ
–1
–6
40
図 25.小信号パルス応答
NORMALIZED AT 0V; OFFSET TO SHOW
DIFFERENT POWER SUPPLIES
–4
35
TIME (µs)
図 22.出力電圧対出力誤差、RL = 2 kΩ
8
5
11118-025
–16
－ 9/16 －
95
110
125
11118-027
–8
–20
–4
11118-026
–6
0
–2
VS = ±18V
VS = ±15V
VS = ±12V
VS = ±10V
VS = ±5V
–4
11118-021
OUTPUT ERROR (mV)
4
AD8479
データシート
10
+SR
6
SLEW RATE (V/µs)
4
2
0
–2
–4
–6
–SR
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
TEMPERATURE (°C)
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
11118-028
–8
–10
–40
VS = ±15V
2.8
1
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
図 28.スルーレートの温度特性
図 31.電圧ノイズ・スペクトル密度の周波数特性
600
580
SUPPLY CURRENT (µA)
560
NOISE (20µV/DIV)
540
520
500
480
460
440
2
4
6
8
10
12
14
16
18
SUPPLY VOLTAGE (±V)
TIME (1s/DIV)
図 32.0.1～10 Hz でのノイズ
図 29.電源電圧対電源電流
1000
900
SUPPLY CURRENT (µA)
800
VS = ±15V
VS = ±12V
VS = ±5V
700
600
500
400
300
200
0
–40
–25
–10
5
20
35
50
65
80
TEMPERATURE (°C)
95
110
125
11118-030
100
図 30.電源電流の温度特性
Rev. 0
－ 10/16 －
11118-032
400
11118-029
420
11118-031
VOLTAGE NOISE SPECTRAL DENSITY (µV/√Hz)
3.0
8
AD8479
データシート
動作原理
AD8479 は、15 V 電源で 600 V を超える極めて高い同相モード
信号を除去できるユニティ・ゲインの差動／シングルエンド変
換アンプです。AD8479 は、オペアンプと抵抗回路から構成さ
れています (図 33 参照)。
伝達関数は次式で表されます。
AD8479
VOUT = V (+IN) − V (−IN)
REF(–) 1
+IN 3
–VS 4
1MΩ
8
NC
7
+VS
6
OUTPUT
5
REF(+)
同相モード信号が除去され、差動入力信号が増幅されるように、
レーザー・ウエハー・トリミングにより抵抗を一致させます。
1MΩ
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.
11118-033
–IN 2
高い同相モード電圧範囲を実現するため、内部抵抗分圧器(ピン
3 とピン 5 へ接続)により非反転信号を 1/60 に減衰させます。ピ
ン 1 とピン 2 の内部抵抗、および帰還抵抗により、ゲインを戻
して差動ゲイン = 1 にします。
出力電圧ドリフトを小さくするため、オペアンプでは入力ステ
ージにスーパー・ベータ・トランジスタを採用しています。入
力オフセット電流と対応する温度係数は、出力電圧オフセットま
たはドリフトに目立った影響を与えません。1/f ノイズが支配的
になるコーナー周波数は 5 Hz より低いため、これにより電圧ノ
イズを小さくする利点が加わります。ゲイン精度のオペアンプ
への依存性を小さくするため、オペアンプのオープン・ループ
電圧ゲインは 20,000,000 V/V を超え、PSRR は 90 dB を超えます。
図 33.機能ブロック図
Rev. 0
－ 11/16 －
AD8479
データシート
アプリケーション情報
基本接続
1
–IN
ISHUNT
RSHUNT
AD8479
1
8
(SEE
TEXT)
2
7
6
4
0.1µF
6
VY
–VS
4
5
REF(+)
OUTPUT = VOUT – VREF
NC = NO CONNECT
VREF
図 35.単電源での動作
+VS
–VS
+VS
3
NC
0.1µF
+IN
3
7
+IN
+2.5V TO +18V
5
(SEE
TEXT)
VOUT = ISHUNT × RSHUNT
REF(+)
0.1µF
NC = NO CONNECT
–VS
–2.5V TO –18V
11118-034
ISHUNT
NC
図 34.基本接続
AD8479 を単電源で動作させ、リファレンス電圧を REF(+)と
REF(−)に接続すると、AD8479 の入力同相モード電圧範囲が小
さくなります。小さくなる入力同相モード範囲は、内部オペア
ンプの反転入力と非反転入力(VX と VY )の電圧に依存します(図
35 参照)。これらのノードは、何れかの電源レールの 1 V 以内で
変化することができます。このため、10 V の単電源電圧では、
VX と VY は 1 V～9 V の値を持つことができます。VREF を 5 V に
設定すると、許容同相モード電圧範囲は+245 V～−235 V になり
ます。同相モード電圧範囲は次式で計算することができます。
VCM(±) = 60 × (VX or VY(±)) − (59 × VREF)
一般に小さいシャント抵抗を流れる負荷電流から発生する差動
入力信号が、図34に示す極性でピン2とピン3に加えられて正ゲ
インが得られます。差動入力信号上の同相モード電圧は、−600
V～+600 Vの範囲が可能で、最大差動電圧は±14.7 Vです。図34
に示すように構成すると、デバイスはシンプルなゲイン = 1とし
て動作し(差動／シングルエンド変換アンプ)、出力電圧は、シャ
ント抵抗とシャント電流の積になります。出力は、ピン1とピン
5を基準として測定されます。
ゲイン = 1 の場合、ピン 1 とピン 5 (REF(−)と(REF(+)) はグラウ
ンドへ接続し、同じ低インピーダンスのグラウンド・プレーンへ
接続する必要があります。そうしないと、同相モード除去比が
低下します。ピン 8 は未接続ピンでオープンのままにします。
単電源動作
図 35 に、単電源で動作する AD8479 の接続を示します。出力振
幅は何れかの電源レールから約 0.3 V 以内である必要があるため、
出力にオフセットを加える必要があります。このオフセットは、
REF(+) と REF(−) を低インピーダンスのリファレンス電圧へ接
続して供給することができます。このリファレンス電圧は電流
をシンクできる必要があります (ADC がこの電圧を出力として
供給することもあります)。したがって、10 V の単電源の場合、
バイポーラ入力信号に対しては VREF を 5 V に設定でき、出力は
5 V リファレンス電圧を中心に±9.4 V 変化することができます。
ユニポーラ入力信号の場合は、VREF を約 1 V に設定でき、出力
は 1 V (0 V 入力のとき)から正電源レールの 0.3 V 以内で変化す
ることができます。
システム・レベルのデカップリングとグラウンド
接続
グラウンド・リターンのインピーダンスを小さくするため(DC
誤差も小さくするため)、グラウンド・プレーンの使用が推奨さ
れます。図 36 ミックスド・シグナル環境、すなわちデジタル信
号とアナログ信号が存在するなかでのグラウンド接続方法を示
します。低レベルのアナログ信号をノイズの多いデジタル環境か
ら分離するため、多くのデータ・アクイジション部品では、ア
ナログとデジタルのグラウンド・リターンが分かれています。
ADC のようなミックスド・シグナル部品のすべてのグラウン
ド・ピンは、低インピーダンスのアナログ・グラウンド・プレ
ーンを使ってリターンさせる必要があります。ミックスド・シ
グナル・コンバータのデジタル・グラウンド・ラインも、アナ
ログ・グラウンド・プレーンへ接続する必要があります。
ANALOG POWER
SUPPLY
–5V
+5V
GND
DIGITAL
POWER SUPPLY
GND +5V
0.1µF
0.1µF
0.1µF 0.1µF
4
7
–VS
+IN
3
–IN
2
AD8479
OUTPUT 6
REF(–) REF(+)
1
VDD AGND DGND
12
+VS
VIN1
ADC
GND
VDD
MICROPROCESSOR
VIN2
5
図 36.アナログ電源とデジタル電源の分離した両電源環境での
最適なグラウンド接続
Rev. 0
－ 12/16 －
11118-036
–IN
2
VX
RSHUNT
+VS
REF(–)
8
11118-035
図 34 に、両電源で動作する AD8479 の基本接続を示します。
±2.5 V～±18 V の電源電圧をピン 7 とピン 4 に接続します。両電
源は 0.1 μF のコンデンサを使ってピンの近くでデカップリング
する必要があります。電源に低周波ノイズがある場合、電源ピ
ンの近くに配置した 10 μF の電解コンデンサも必要になります。
1 セットの 10 μF コンデンサで複数のアンプをデカップリングす
ることができますが、デカップリング・ポイントを直接 IC 電源
ピンとするため、各 AD8479 には専用の 0.1 μF コンデンサを設
ける必要があります。
+VS
AD8479
REF(–)
AD8479
データシート
一般に、アナログ・グラウンドとデジタル・グラウンドは分離
する必要があります。ただし、同時に、コンバータ上のデジタ
ル・グラウンドとアナログ・グラウンドとの間の電位差を小さ
くして、この電位差をできるだけ小さくする必要があります (一
般に 0.3 V 以下)。アナログ・グラウンド・プレーンを流れるコ
ンバータのデジタル・リターン電流から発生するノイズの増加
は一般に無視できます。
大きなシャント抵抗の使用
入力ピン(ピン 2 とピン 3)の間に大きな値のシャント抵抗を挿入
すると、入力抵抗回路のバランスが崩れて、同相モード誤差が
発生します。誤差の大きさは、同相モード電圧とシャント抵抗
(RSHUNT)の大きさに依存します。
アナログ信号とデジタル信号との間の最大の分離は、グラウン
ド・プレーン接続を電源に戻すことにより実現されます。図 36
はアナログ回路に対して星形グラウンド・システムを推奨して
いることに注意してください。ここでは、すべてのグラウン
ド・ラインが ADC のアナログ・グラウンドへ接続されています。
ただし、グラウンド・プレーンを使う場合は、グラウンド・ピ
ンを低インピーダンス・グラウンド・プレーンの最寄りのポイ
ントに接続することで十分です。
電源が 1 個しかない場合には、デジタル回路とアナログ回路で
共用する必要があります。図 37 に、デジタル回路とアナログ回
路との間の干渉を小さくする方法を示します。図 37 では、ADC
のリファレンスを使って、AD8479 の REF(+) ピンと REF(−) ピン
を駆動しています。これは、リファレンスが VCM/500 kΩ に等し
い電流をソースおよびシンクできる必要があることを意味しま
す。
表 4 に、20 Ω～2000 Ω のシャント抵抗で同相モード電圧が 600
V DC のとき発生する幾つかのサンプル誤差電圧を示します。
AD8479 のフル ±10 V 出力振幅を使うようにシャント抵抗を選択
した場合、RSHUNT 値が大きくなると誤差電圧は非常に大きくな
ります。
表 4.大きな値の RSHUNT から発生する誤差 (未補償の回路)
RSHUNT (Ω)
Error VOUT (V)
Error Indicated (mA)
20
1000
2000
0.012
0.583
1.164
0.6
0.6
0.6
高い同相モード電圧環境で、低電流またはゼロに近い電流を測
定するときは、シャント抵抗値に等しい外付け抵抗をシャント抵
抗の低インピーダンス側に追加します(図 38 参照)。
POWER SUPPLY
GND
+5V
ISHUNT
0.1µF
RCOMP
–IN
RSHUNT
+IN
–IN
3
AD8479
2
4
VDD
–VS
VIN1
–VS
ADC
6
0.1µF
4
5
VOUT
REF(+)
GND
–VS
0.1µF
NC = NO CONNECT
MICROPROCESSOR
VIN2
5
VREF
図 37.単電源環境での最適グラウンド接続
両電源環境と同様に、別々のアナログ・グラウンド・プレーンと
デジタル・グラウンド・プレーンを使う必要があります(デジタ
ル・グラウンド・プレーンの代わりに太いパターンを使うこと
もできますが)。これらのグラウンド・プレーンは、電源のグラ
ウンド・ピンに接続する必要があります。電源からデジタル回
路とアナログ回路の電源ピンへ、別々のパターン(または電源プ
レーン)を使用する必要があります。理想的には、各デバイスに
専用の電源パターンを使うべきですが、1 つのパターンを使っ
てデジタル回路とアナログ回路へ電流を供給しない限り、これ
らパターンを多数のデバイスで共用することができます。
Rev. 0
7
AGND DGND
VDD
OUTPUT 6
REF(–) REF(+)
1
2
NC
－ 13/16 －
図 38.大きなシャント抵抗の補償
11118-038
+IN
8
3
11118-037
7
+VS
1
+VS
0.1µF
0.1µF
+VS
AD8479
REF(–)
AD8479
データシート
出力フィルタ
ゲイン 60 の差動アンプ
出力でノイズを制限するときは、シンプルな 2 極ローパス・バ
タワース・フィルタを AD8479 の後ろに ADA4077-2 を使って実
現することができます(図 39 参照)。
AD8479 の−IN 入力と+IN 入力にロー・レベル信号を直接接続す
ることができます。差動入力信号を接続して正確なゲイン = 60
を与えることができますが(図 40 参照)、大きな同相モード電圧
は許容できなくなっています。 AD590 のような温度センサーを
使って冷点補償を行うことができます。
+VS
1
8
NC
C1
0.1µF
–IN
2
7
+IN
3
6
+VS
ADA4077-2
0.1µF
+VS
R1
R2
0.1µF
VOUT
THERMOCOUPLE
–IN
0.1µF
5
8
2
7
NC
0.1µF
+IN
REF(+)
–VS
NC = NO CONNECT
3
6
4
5
VOUT
VREF
11118-039
4
1
+VS
C2
–VS
+VS
AD8479
REF(–)
REF(+)
NC = NO CONNECT
図 39.2 極バタワース・フィルタによる出力ノイズの
フィルタリング
図 40.ゲイン 60 の熱電対アンプ
表 5 に、種々のコーナー周波数の推奨部品値と各ケースのピー
ク to ピーク出力ノイズを示します。
表 5.2 極バタワース・フィルタに対する推奨値
Corner Frequency
R1
R2
C1
C2
Output Noise (p-p)
50 kHz
5 kHz
500 Hz
50 Hz
No Filter
2.94 kΩ ± 1%
2.94 kΩ ± 1%
2.94 kΩ ± 1%
2.7 kΩ ± 10%
1.58 kΩ ± 1%
1.58 kΩ ± 1%
1.58 kΩ ± 1%
1.58 kΩ ± 10%
2.2 nF ± 10%
22 nF ± 10%
220 nF ± 10%
2.2 µF ± 20%
1 nF ± 10%
10 nF ± 10%
0.1 µF ± 10%
0.1 µF ± 20%
2.9 mV
0.9 mV
0.296 mV
0.095 mV
4.7 mV
Rev. 0
－ 14/16 －
11118-041
AD8479
REF(–)
AD8479
データシート
表 6 の計算では、リード線に混入するノイズ・レベルを 10 V フ
ルスケール DC 差動電圧の他に 60 Hz で 1 V p-p としています。
誤差の表には各誤差成分が示してあります。この例では、支配
的な誤差源は DC 同相モード電圧であることに注意してくださ
い。
誤差解析例
このセクションで説明する DC アプリケーションでは、電源や
電流モード・アンプなどの高い同相モード電圧を持つデバイス
からの 10 A の出力電流は、1 Ω のシャント抵抗の両端で検出す
ることができます (図 41 参照)。同相モード電圧は 600 V で、抵
抗端子は高ノイズ環境内にある長いリード線対(例えば、50 Hz/60
Hz、440 V AC 電源ライン)を使って接続されます。
OUTPUT
CURRENT
AD8479
REF(–)
10A
600V CMDC
TO GROUND
1
–IN
1Ω
SHUNT
8
2
7
3
6
4
5
NC
+VS
0.1µF
+IN
–VS
REF(+)
11118-042
60Hz
POWER LINE
VOUT
0.1µF
NC = NO CONNECT
図 41.誤差解析例: VIN = 10 V フルスケール、VCM = 600 V DC、RSHUNT = 1 Ω、1 V p-p、60 Hz 電源ライン干渉
表 6.誤差解析例 (VCM = 600 V DC)
Error Source
ACCURACY, TA = 25°C
Initial Gain Error
Offset Voltage
DC CMR (Over Temperature)
TEMPERATURE DRIFT (85°C)
Gain Drift
Offset Voltage Drift
RESOLUTION
Noise, Typical, 0.01 Hz to 10 Hz, µV p-p
CMR, 60 Hz
Nonlinearity
Rev. 0
Calculation of Error
Error (ppm of FS)
(0.0001 × 10)/10 V × 106
(0.001 V/10 V) × 106
(32 × 10−6 × 600 V)/10 V × 106
100
100
1920
Total Accuracy Error
2120
5 ppm/°C × 60°C
(10 μV/°C × 60°C) × 106/10 V
300
60
Total Temperature Drift Error
360
35 μV/10 V × 106
(32 × 10−6 × 1 V)/10 V × 106
(5 × 10−6 × 10 V)/10 V × 106
4
3
5
Total Resolution Error
12
Total Error
2492
－ 15/16 －
AD8479
データシート
外形寸法
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)
図 42.8 ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N]
ナロー・ボディ
(R-8)
寸法: mm (インチ)
オーダー・ガイド
Model1
AD8479ARZ
AD8479ARZ-RL
AD8479BRZ
AD8479BRZ-RL
1
Temperature Range
−40°C to +125°C
−40°C to +125°C
−40°C to +125°C
−40°C to +125°C
Package Description
8-Lead SOIC_N
8-Lead SOIC_N, 13-Inch Tape and Reel, 2,500 pieces
8-Lead SOIC_N
8-Lead SOIC_N, 13-Inch Tape and Reel, 2,500 pieces
Z = RoHS 準拠製品
Rev. 0
－ 16/16 －
Package Option
R-8
R-8
R-8
R-8