日本語版

日本語参考資料
最新英語データシートはこちら
高性能、低消費電力、レールtoレール
高精度計装アンプ
AD8422
データシート
接続図
特長
AD8422
–IN
1
8
+VS
RG
2
7
VOUT
RG
3
6
REF
+IN
4
5
–VS
TOP VIEW
(Not to Scale)
11197-001
低消費電力: 330 µA の最大静止電流
レール to レール出力
低ノイズかつ低歪み
最大入力電圧ノイズ: 1 kHz で 8 nV/√Hz
RTI ノイズ: 0.15 µV p-p (G = 100)
非直線性: 2 kΩ 負荷、G = 1 で 0.5 ppm
優れた AC 仕様
CMRR: 7 kHz、G = 1 で最小 80 dB
帯域幅: 2.2 MHz (G = 1)
高精度 DC 性能 (AD8422BRZ)
CMRR:最小 150 dB (G = 1000)
ゲイン誤差: 最大 0.04% (G = 1000)
0.3 µV/°C の最大入力オフセット・ドリフト
最大入力バイアス電流: 0.5 nA
広い電源範囲
単電源動作: 3.6 V～36 V
両電源動作: ±1.8 V～±18 V
入力過電圧保護: 反対側電源から 40 V
ゲイン範囲: 1～1000
図 1.8 ピン MSOP (RM)、8 ピン SOIC (R)
–20
RL = 2kΩ
VOUT = ±10V
–30
–40
AMPLITUDE (dBc)
–50
–60
–70
–80
G = 1000
–90
G = 100
–100
G = 10
–110
アプリケーション
G=1
–120
医療計測機器
工業用プロセス制御
ストレーン・ゲージ
トランスデューサ・インターフェース
高精度データ・アクイジション・システム
チャンネル・アイソレーション・システム
ポータブル計装機器
–140
10
100
FREQUENCY (Hz)
1k
5k
11197-102
–130
図 2.全高調波歪みの周波数特性
概要
AD8422 は、単位マイクロアンペア当たり業界最高の性能を提供
する高精度、低消費電力、低ノイズ、レール to レールの計装ア
ンプです。AD8422 は、フル出力範囲で負荷に依存しない超低
歪み性能で信号を処理します。
AD8422 は、業界標準 AD620 の第三世代の開発です。AD8422 で
は、新しいプロセス技術とデザイン技術を採用して前の製品よ
り広いダイナミックレンジと小さい誤差を実現すると同時に、
消費電力は 1/3 以下になっています。AD8422 では、AD8221 で
導入した高性能ピン配置を採用しています。
AD8422 のバイアス電流は非常に小さいため、高ソース・イン
ピーダンスでも誤差がなく、入力で複数のセンサーをマルチプ
レクスすることができます。AD8422 の電圧ノイズと電流ノイ
ズは小さいため、ホイートストン・ブリッジに対する最適な選
択肢になっています。
AD8422 の入力範囲は広く、かつレール to レール出力であるた
め、高性能計装アンプのすべての利点が単電源アプリケーショ
ンで可能になります。使用する電源電圧の高低によらず、省電
力であるため AD8422 は誤差要求が厳しい、チャンネル数の多
いアプリケーションまたは省電力アプリケーションに対して優
れた選択肢になっています。
AD8422 では、ノイズ性能を犠牲にすることなく信頼性を保証す
る堅固な入力保護機能を採用しています。AD8422 は高い ESD
耐性を持ち、入力は反対側電源レールから最大 40 V までの連続
電圧から保護されています。
1 本の抵抗により 1～1000 のゲインを設定します。リファレン
ス・ピンを使って、出力電圧へ高精度のオフセットを与えるこ
とができます。
AD8422 の仕様は−40°C～+85°C で規定され、125°C の代表的性
能カーブを持っています。この製品は 8 ピンの MSOP パッケー
ジまたは 8 ピンの SOIC パッケージを採用しています。
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
AD8422
データシート
目次
特長 ...................................................................................................... 1
動作原理............................................................................................ 19
アプリケーション .............................................................................. 1
アーキテクチャ ............................................................................ 19
ゲインの選択 ................................................................................ 19
リファレンス・ピン .................................................................... 20
入力電圧範囲 ................................................................................ 20
レイアウト .................................................................................... 20
入力バイアス電流のリターン・パス ........................................ 21
電源レールを超える入力電圧 .................................................... 21
無線周波数干渉(RFI) ................................................................... 22
アプリケーション情報 .................................................................... 23
接続図 .................................................................................................. 1
概要 ...................................................................................................... 1
改訂履歴 .............................................................................................. 2
仕様 ...................................................................................................... 3
SOIC パッケージ ............................................................................ 3
MSOP パッケージ .......................................................................... 5
絶対最大定格 ...................................................................................... 8
熱抵抗 .............................................................................................. 8
ESD の注意...................................................................................... 8
ピン配置およびピン機能説明 .......................................................... 9
高精度ブリッジのコンディショニング..................................... 23
プロセス制御アナログ入力 ........................................................ 23
外形寸法............................................................................................ 24
代表的な性能特性 ............................................................................ 10
改訂履歴
5/13—Revision 0: Initial Version
Rev. 0
－ 2/24 －
オーダー・ガイド ........................................................................ 24
AD8422
データシート
仕様
SOIC パッケージ
特に指定がない限り、VS = ±15 V、VREF = 0 V、TA = 25°C、G = 1、RL = 2 kΩ。
表 1.
Parameter
COMMON-MODE REJECTION
RATIO
CMRR DC to 60 Hz with 1 kΩ
Source Imbalance
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Over Temperature, G=1
CMRR at 7 kHz
Test Conditions/
Comments
Output Voltage Noise, eNO
Peak to Peak, RTI
G=1
G = 10
G = 100 to 1000
Current Noise
VOLTAGE OFFSET2
Input Offset, VOSI
Over Temperature
Average Temperature
Coefficient
Output Offset, VOSO
Over Temperature
Average Temperature
Coefficient
Offset RTI vs. Supply (PSR)
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
INPUT CURRENT
Input Bias Current
Over Temperature
Average Temperature
Coefficient
Input Offset Current
Over Temperature
Average Temperature
Coefficient
Rev. 0
AD8422ARZ
Typ
Max
Min
AD8422BRZ
Typ
Max
Unit
VCM = −10 V to +10
V
T = −40°C to +85°C
VCM = −10 V to +10
V
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
NOISE1
Voltage Noise, 1 kHz
Input Voltage Noise, eNI
Min
86
106
126
146
83
94
114
134
150
89
dB
dB
dB
dB
dB
80
90
100
100
80
95
100
100
dB
dB
dB
dB
VIN+, VIN−, VREF = 0
V
8
8
nV/√Hz
80
80
nV/√Hz
f = 0.1 Hz to 10 Hz
2
0.5
0.15
90
8
f = 1 kHz
f = 0.1 Hz to 10 Hz
2
0.5
0.15
90
8
110
µV p-p
µV p-p
µV p-p
fA/√Hz
pA p-p
VS = ±1.8 V to ±15 V
T = −40°C to +85°C
60
70
0.4
25
40
0.3
µV
µV
µV/°C
VS = ±1.8 V to ±15 V
T = −40°C to +85°C
300
500
5
150
300
2
µV
µV
µV/°C
VS = ±1.8 V to ±18 V
90
110
124
130
VS = ±1.8 V to ±15 V
T = −40°C to +85°C
110
130
150
150
0.5
100
120
140
140
1
2
4
VS = ±1.8 V to ±15 V
T = −40°C to +85°C
0.2
1
－ 3/24 －
120
140
160
160
0.2
dB
dB
dB
dB
0.5
1
nA
nA
pA/°C
0.15
0.3
nA
nA
pA/°C
4
0.3
0.8
0.1
1
AD8422
データシート
Parameter
REFERENCE INPUT
RIN
IIN
Test Conditions/
Comments
GAIN3
Gain Range
Gain Error
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Gain Nonlinearity
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Gain vs. Temperature
G=1
G>1
INPUT
Input Impedance
Differential
Common Mode
Input Operating Voltage Range4
Over Temperature
OUTPUT
Output Swing, RL = 10 kΩ
Over Temperature
Output Swing, RL = 10 kΩ
Over Temperature
Output Swing, RL = 2 kΩ
Over Temperature5
Output Swing, RL = 2 kΩ
Over Temperature
Short-Circuit Current
Rev. 0
20
35
VIN+, VIN−, VREF = 0
V
Voltage Range
Gain to Output
DYNAMIC RESPONSE
Small Signal −3 dB Bandwidth
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Settling Time 0.01%
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Settling Time 0.001%
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Slew Rate
AD8422ARZ
Typ
Max
Min
–VS
Min
20
35
50
+VS
AD8422BRZ
Typ
Max
–VS
50
+VS
Unit
kΩ
µA
1
1
V
V/V
2200
850
120
12
2200
850
120
12
kHz
kHz
kHz
kHz
13
13
12
80
13
13
12
80
µs
µs
µs
µs
15
15
15
160
15
15
15
160
µs
µs
µs
µs
V/µs
10 V step
10 V step
G = 1 to 100
0.8
0.8
G = 1 + (19.8 kΩ/RG)
1
1000
1
1000
V/V
0.01
0.04
0.04
0.04
%
%
%
%
5
5
10
20
ppm
ppm
ppm
ppm
1
–80
ppm/°C
ppm/°C
GΩ||pF
GΩ||pF
V
V
VOUT ± 10 V
0.03
0.2
0.2
0.2
VOUT = −10 V to +10 V
RL = 2 kΩ
0.5
2
4
10
5
5
10
20
0.5
2
4
10
5
−80
200||2
200||2
200||2
200||2
VS = ±1.8 V to ±18 V
T = −40°C to +85°C
−VS + 1.2
−VS + 1.2
+VS − 1.1
+VS − 1.2
–VS + 1.2
–VS + 1.2
+VS − 1.1
+VS − 1.2
VS = ±15 V
T = −40°C to +85°C
VS = ±1.8 V
T = −40°C to +85°C
VS = ±15 V
T = −40°C to +85°C
VS = ±1.8 V
T = −40°C to +85°C
−VS + 0.2
−VS + 0.25
−VS + 0.12
−VS + 0.13
−VS + 0.25
−VS + 0.3
−VS + 0.15
−VS + 0.2
+VS − 0.2
+VS − 0.25
+VS − 0.12
+VS − 0.13
+VS − 0.25
+VS – 1.4
+VS − 0.15
+VS − 0.2
−VS + 0.2
−VS + 0.25
−VS + 0.12
−VS + 0.13
−VS + 0.25
−VS + 0.3
−VS + 0.15
−VS + 0.2
+VS − 0.2
+VS − 0.25
+VS − 0.12
+VS − 0.13
+VS − 0.25
+VS – 1.4
+VS − 0.15
+VS − 0.2
20
－ 4/24 －
20
V
V
V
V
V
V
V
V
mA
AD8422
データシート
Parameter
POWER SUPPLY
Operating Range
Quiescent Current
Over Temperature
Test Conditions/
Comments
Dual-supply operation
Single-supply
operation
AD8422ARZ
Typ
Max
Min
±1.8
3.6
±18
36
300
T = −40°C to +85°C
TEMPERATURE RANGE
Specified Performance
Operating Range6
–40
–40
Min
±1.8
3.6
330
400
+85
+125
AD8422BRZ
Typ
Max
300
–40
–40
Unit
±18
36
V
V
330
400
µA
µA
+85
+125
°C
°C
1
総合 RTI ノイズ = √eNI2 + (eNO/G)2
総合 RTI VOS = (VOSI) + (VOSO/G)。
3
ゲインには外付け抵抗 RG の影響は含みません。
4
一方の入力をグラウンドに接続。 G = 1。
5
出力電流は低温で制限しています。 図 35 参照。
6
85°C～125°C での動作予測については、代表的な性能特性を参照してください。
2
MSOP パッケージ
特に指定がない限り、VS = ±15 V、VREF = 0 V、TA = 25°C、G = 1、RL = 2 kΩ。
表 2.
Parameter
COMMON-MODE REJECTION
RATIO
CMRR DC to 60 Hz with 1 kΩ
Source Imbalance
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Over Temperature, G = 1
CMRR at 7 kHz
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Test Conditions/
Comments
Min
AD8422ARMZ
Typ
Max
Min
AD8422BRMZ
Typ
Max
Unit
VCM = −10 V to +10 V
T = −40°C to +85°C
VCM = −10 V to +10 V
86
106
126
146
83
90
110
130
150
86
dB
dB
dB
dB
80
90
100
100
80
95
100
100
dB
dB
dB
dB
NOISE1
Voltage Noise, 1 kHz
Input Voltage Noise, eNI
Output Voltage Noise, eNO
Peak to Peak, RTI
G=1
G = 10
G = 100 to 1000
Current Noise
VOLTAGE OFFSET2
Input Offset, VOSI
Over Temperature
Average Temperature
Coefficient
Output Offset, VOSO
Over Temperature
Average Temperature
Coefficient
Rev. 0
VIN+, VIN−, VREF = 0 V
8
80
8
80
nV/√Hz
nV/√Hz
f = 0.1 Hz to 10 Hz
f = 1 kHz
f = 0.1 Hz to 10 Hz
2
0.5
0.15
90
8
2
0.5
0.15
90
8
110
µV p-p
µV p-p
µV p-p
fA/√Hz
pA p-p
VS = ±1.8 V to ±15 V
T = −40°C to +85°C
70
110
0.6
50
75
0.4
µV
µV
µV/°C
VS = ±1.8 V to ±15 V
T = −40°C to +85°C
300
500
5
150
300
2
µV
µV
µV/°C
－ 5/24 －
AD8422
データシート
Parameter
Offset RTI vs. Supply (PSR)
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
INPUT CURRENT
Input Bias Current
Over Temperature
Average Temperature
Coefficient
Input Offset Current
Over Temperature
Average Temperature
Coefficient
REFERENCE INPUT
RIN
IIN
Voltage Range
Gain to Output
DYNAMIC RESPONSE
Small Signal −3 dB Bandwidth
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Settling Time 0.01%
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Settling Time 0.001%
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Slew Rate
GAIN3
Gain Range
Gain Error
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Gain Nonlinearity
G=1
G = 10
G = 100
G = 1000
Gain vs. Temperature
G=1
G>1
Rev. 0
Test Conditions/
Comments
VS = ±1.8 V to ±18 V
Min
90
110
124
130
VS = ±1.8 V to ±15 V
T = −40°C to +85°C
AD8422ARMZ
Typ
Max
110
130
150
150
0.5
Min
100
120
140
140
1
2
0.2
0.3
0.8
0.1
20
35
0.5
1
nA
nA
pA/°C
0.15
0.3
nA
nA
pA/°C
1
1
1
kΩ
µA
V
V/V
2200
850
120
12
2200
850
120
12
kHz
kHz
kHz
kHz
13
13
12
80
13
13
12
80
µs
µs
µs
µs
15
15
15
160
15
15
15
160
µs
µs
µs
µs
V/µs
−VS
50
+VS
20
35
Unit
dB
dB
dB
dB
4
1
VIN+, VIN−, VREF = 0 V
120
140
160
160
0.2
4
VS = ±1.8 V to ±15 V
T = −40°C to +85°C
AD8422BRMZ
Typ
Max
−VS
50
+VS
10 V step
10 V step
G = 1 to 100
0.8
0.8
G = 1 + (19.8 kΩ/RG)
1
1000
1
1000
V/V
0.01
0.04
0.04
0.04
%
%
%
%
5
5
10
20
ppm
ppm
ppm
ppm
1
−80
ppm/°C
ppm/°C
VOUT ± 10 V
0.03
0.2
0.2
0.2
VOUT = −10 V to +10 V
RL = 2 kΩ
0.5
2
4
10
5
5
10
20
5
−80
－ 6/24 －
0.5
2
4
10
AD8422
データシート
Parameter
INPUT
Input Impedance
Differential
Common Mode
Input Operating Voltage Range4
Over Temperature
OUTPUT
Output Swing, RL = 10 kΩ
Over Temperature
Output Swing, RL = 10 kΩ
Over Temperature
Output Swing, RL = 2 kΩ
Over Temperature5
Output Swing, RL = 2 kΩ
Over Temperature
Short-Circuit Current
POWER SUPPLY
Operating Range
Quiescent Current
Over Temperature
TEMPERATURE RANGE
Specified Performance
Operating Range6
Test Conditions/
Comments
AD8422ARMZ
Typ
Max
Min
AD8422BRMZ
Typ
Max
200||2
200||2
200||2
200||2
Unit
GΩ||pF
GΩ||pF
VS = ±1.8 V to ±18 V
T = −40°C to +85°C
−VS + 1.2
−VS + 1.2
+VS − 1.1
+VS − 1.2
−VS + 1.2
−VS + 1.2
+VS − 1.1
+VS − 1.2
V
V
VS = ±15 V
T = −40°C to +85°C
VS = ±1.8 V
T = −40°C to +85°C
VS = ±15 V
T = −40°C to +85°C
VS = ±1.8 V
T = −40°C to +85°C
−VS + 0.2
−VS + 0.25
−VS + 0.12
−VS + 0.13
−VS + 0.25
−VS + 0.3
−VS + 0.15
−VS + 0.2
+VS − 0.2
+VS − 0.25
+VS − 0.12
+VS − 0.13
+VS − 0.25
+VS – 1.4
+VS − 0.15
+VS − 0.2
−VS + 0.2
−VS + 0.25
−VS + 0.12
−VS + 0.13
−VS + 0.25
−VS + 0.3
−VS + 0.15
−VS + 0.2
+VS − 0.2
+VS − 0.25
+VS − 0.12
+VS − 0.13
+VS − 0.25
+VS – 1.4
+VS − 0.15
+VS − 0.2
V
V
V
V
V
V
V
V
mA
±18
36
330
400
V
V
µA
µA
+85
+125
°C
°C
20
Dual-supply operation
Single-supply operation
±1.8
3.6
300
T = −40°C to +85°C
–40
–40
1
総合 RTI ノイズ = √eNI2 + (eNO/G)2
総合 RTI VOS = (VOSI) + (VOSO/G)。
3
ゲインには外付け抵抗 RG の影響は含みません。
4
一方の入力をグラウンドに接続。 G = 1。
5
出力電流は低温で制限しています。 図 35 参照。
6
85°C～125°C での動作予測については、代表的な性能特性を参照してください。
2
Rev. 0
Min
－ 7/24 －
20
±18
36
330
400
±1.8
3.6
+85
+125
–40
–40
300
AD8422
データシート
絶対最大定格
表 3.
Parameter
Rating
Supply Voltage
Output Short-Circuit Current Duration
Maximum Voltage at −IN or +IN1
Minimum Voltage at −IN or +IN
Maximum Voltage at REF
Storage Temperature Range
Operating Temperature Range
Maximum Junction Temperature
ESD
Human Body Model
Charge Device Model
Machine Model
±1.8 V to ±18 V
Indefinite
−VS + 40 V
+VS − 40 V
±VS ± 0.3 V
−65°C to +150°C
−40°C to +125°C
150°C
1
熱抵抗
θJA は、自然空冷で 4 層 JEDEC PCB に実装したデバイスに対し
て規定します。
表 4.
Unit
°C/W
°C/W
ESD の注意
3 kV
1.25 kV
100 V
これらの規定値を超える電圧に対しては、入力保護抵抗を使用してください。
詳細については、動作原理のセクションを参照してください。
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。
Rev. 0
θJA
100
162
Package
8-Lead SOIC
8-Lead MSOP
－ 8/24 －
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。
AD8422
データシート
AD8422
–IN
1
8
+VS
RG
2
7
VOUT
RG
3
6
REF
+IN
4
5
–VS
TOP VIEW
(Not to Scale)
11197-002
ピン配置およびピン機能説明
図 3.ピン配置
表 5.ピン機能の説明
ピン番号
記号
説明
1
−IN
負の入力端子。
2、3
4
RG
ゲイン設定端子。RG ピンの両端に抵抗を接続してゲインを設定します。G = 1 + (19.8 kΩ/RG)。
+IN
正の入力端子。
5
−VS
負の電源端子。
6
REF
リファレンス電圧端子。この端子を低インピーダンス電圧源で駆動して出力をレベル・シフトします。
7
VOUT
出力端子。
8
+VS
正の電源端子。
Rev. 0
－ 9/24 －
AD8422
データシート
代表的な性能特性
特に指定がない限り、T = 25°C、VS = ±15 V、VREF = 0 V、RL = 10 kΩ。
400
400
350
350
300
250
200
200
150
150
100
100
50
50
–60
–30
0
30
INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
60
90
0
–300
–100
0
100
200
300
OUTPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
図 4.入力オフセット電圧の分布
図 7.出力オフセット電圧の分布
800
400
600
HITS
HITS
300
400
200
200
100
0
300
600
–600
–300
POSITIVE INPUT BIAS CURRENT (pA)
900
0
–300
11197-004
0
–900
–200
–200
–100
0
100
200
300
INPUT OFFSET CURRENT (pA)
図 5.入力バイアス電流の分布
11197-007
0
–90
11197-006
HITS
250
11197-003
HITS
300
図 8.入力オフセット電流の分布
500
500
400
300
HITS
200
200
100
100
–6
–3
3
0
PSRR G = 1 (µV/V)
6
9
11197-005
0
–9
0
–40
図 6.PSRR の分布(G = 1)
Rev. 0
300
–20
0
CMRR G = 1 (µV/V)
20
図 9.CMRR の分布、G = 1
－ 10/24 －
40
11197-008
HITS
400
AD8422
データシート
20
10
VS = ±12V
0
–5
VS = ±5V
–10
–15
–20
–20
–15
–10
–5
0
5
10
15
20
OUTPUT VOLTAGE (V)
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
VREF = 2.5V
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
–15
–15
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
VREF = 1.8V
2.0
1.5
1.0
0.5
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
OUTPUT VOLTAGE (V)
4.0
10
15
20
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
VREF = 0V
0
0.5
1.0
1.5
VREF = 2.5V
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
G = 100
2.5
2.0
1.5
1.0
VREF = 0V
VREF = 1.8V
0.5
0
–0.5
11197-011
0
5
図 14.出力電圧対入力同相モード電圧 (G = 100)
単電源、VS = 5 V
2.5
0
–0.5
0
G = 100
3.0
VREF = 0V
–5
OUTPUT VOLTAGE (V)
図 11.出力電圧対入力同相モード電圧 (G = 1)
単電源、VS = 5 V
G=1
–10
4.5
0
–0.5
11197-010
0
OUTPUT VOLTAGE (V)
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
–10
0.5
0
–0.5
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
OUTPUT VOLTAGE (V)
図 12.出力電圧対入力同相モード電圧 (G = 1)
単電源、VS = 3.6 V
Rev. 0
VS = ±5V
図 13.出力電圧対入力同相モード電圧 (G = 100)
VS = ±15 V、VS = ±12 V、VS = ±5 V
3.5
3.0
–5
5.0
VREF = 0V
4.0
0
OUTPUT VOLTAGE (V)
G=1
4.5
VS = ±12V
5
–20
–20
図 10.出力電圧対入力同相モード電圧 (G = 1)
VS = ±15 V、VS = ±12 V、VS = ±5 V
5.0
10
11197-013
5
VS = ±15V
11197-012
VS = ±15V
G = 100
15
図 15.出力電圧対入力同相モード電圧 (G = 100)
単電源、VS = 3.6 V
－ 11/24 －
4.0
11197-014
15
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
G=1
11197-009
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
20
AD8422
データシート
IIN
3.5
8
3.0
4
2.5
0
2.0
–4
1.5
–8
1.0
–12
0.5
–16
0
–35 –30 –25 –20 –15 –10 –5
0
5
15
12
10 15 20 25 30 35 40
–20
INPUT VOLTAGE (V)
10
IIN
5
0
0
–5
–5
–10
–10
–15
–15
–20
–25
–20
5
0.20
10
0.15
5
0
IIN
–5
–5
–10
–10
–15
–15
–20
–25
–20
INPUT BIAS CURRENT (nA)
VOUT
0.25
15
INPUT CURRENT (mA)
OUTPUT VOLTAGE (V)
20
VS = ±15V
G=1
VREF = 0V
VIN– = 0V
0
5
–15
–10
–5
0
5
10
INPUT VOLTAGE (V)
15
20
25
–20
図 19.入力過電圧性能、G = 100、VS = ±15 V
20
10
10
VOUT
図 16.入力過電圧性能、G = 1、VS = 5 V
15
15
INPUT CURRENT (mA)
VOUT
20
VS = ±15V
G = 100
VREF = 0V
VIN– = 0V
11197-018
16
OUTPUT VOLTAGE (V)
OUTPUT VOLTAGE (V)
4.0
20
20
VS = 5V
G=1
VREF = 2.5V
VIN– = 2.5V
INPUT CURRENT (mA)
4.5
11197-015
5.0
VS = ±15V
0.10
0.05
0
–0.05
–0.10
–0.15
–10
–5
0
5
10
15
20
25
INPUT VOLTAGE (V)
–0.25
–15
8
3.0
4
2.5
0
2.0
–4
1.5
–8
1.0
–12
0.5
–16
0
–35 –30 –25 –20 –15 –10 –5
0
5
10 15 20 25 30 35 40
INPUT VOLTAGE (V)
–20
0.10
0.05
0
–0.05
–0.10
–0.15
–0.20
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
図 18.入力過電圧性能、G = 100、VS = 5 V
Rev. 0
15
VS = 5V
INPUT BIAS CURRENT (nA)
IIN
3.5
10
0.15
12
INPUT CURRENT (mA)
OUTPUT VOLTAGE (V)
4.0
5
0.20
16
VOUT
11197-017
4.5
0
図 20.同相モード電圧対入力バイアス電流、VS = ±15 V
20
VS = 5V
G = 100
VREF = 2.5V
VIN– = 2.5V
–5
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
図 17.入力過電圧性能、G = 1、VS = ±15 V
5.0
–10
11197-019
–15
図 21.同相モード電圧対入力バイアス電流、VS = 5 V
－ 12/24 －
11197-020
–20
11197-016
–0.20
AD8422
データシート
180
180
POSITIVE PSRR (dB)
140
120
GAIN = 1000
160
GAIN = 100
GAIN = 10
GAIN = 100
140
GAIN = 1
CMRR (dB)
160
GAIN = 1000
100
80
60
GAIN = 10
120
GAIN = 1
100
80
40
1
10
100
1k
FREQUENCY (Hz)
10k
100k
40
0.1
11197-021
0
0.1
1
図 22.正 PSRR の周波数特性
120
100
10k
100k
10k
100k
180
GAIN = 1000
GAIN = 1000
160
GAIN = 100
GAIN = 100
GAIN = 10
140
GAIN = 1
CMRR (dB)
NEGATIVE PSRR (dB)
140
100
1k
FREQUENCY (Hz)
図 25.CMRR の周波数特性
180
160
10
11197-024
60
20
80
60
120
GAIN = 10
100
GAIN = 1
80
40
1
10
100
1k
FREQUENCY (Hz)
10k
100k
40
0.1
11197-022
0
0.1
70
GAIN = 10
10
0
GAIN = 1
–10
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
0.2
0.1
0
–0.1
–0.2
–0.3
–0.4
0
10
20
30
40
50
TIME (s)
図 24.ゲインの周波数特性
Rev. 0
0.3
–0.5
11197-023
–20
0.4
60
70
80
90
100
11197-026
CHANGE IN INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
GAIN (dB)
GAIN = 100
30
20
100
1k
FREQUENCY (Hz)
0.5
GAIN = 1000
50
40
10
図 26.CMRR の周波数特性、1 kΩ ソース不平衡
図 23.負 PSRR の周波数特性
60
1
11197-025
60
20
図 27.ウォームアップ時間対入力オフセット電圧(VOSI)変化
－ 13/24 －
AD8422
データシート
0.4
VS = ±15V
NORMALIZED AT 25°C
0.5
0.1
0
0
–0.5
–0.1
–1.0
–0.2
–1.5
–0.3
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
0.40
SUPPLY CURRENT (mA)
0.2
INPUT OFFSET CURRENT (nA)
1.0
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
–0.4
125
0
–40
TEMPERATURE (°C)
–25
0
–20
–40
–60
80
95
110
125
110
125
ISHORT +
50
40
30
20
10
0
–10
ISHORT –
–20
–80
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
–30
–40
11197-028
–25
TEMPERATURE (°C)
–25
–10
5
20
35
50
65
TEMPERATURE (°C)
80
95
図 32.短絡電流の温度特性、G = 1
図 29.ゲインの温度特性(G = 1)
+VS
50
INPUT VOLTAGE (V)
REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES
REPRESENTATIVE SAMPLE
NORMALIZED AT 25°C
30
20
CMRR (µV/V)
65
11197-031
SHORT-CIRCUIT CURRENT (mA)
GAIN ERROR (µV/V)
20
10
0
–10
–20
–30
–40
–0.5
–1.0
–10
5
20
35
50
65
TEMPERATURE (°C)
80
95
110
125
11197-029
–25
–40°C
+25°C
+85°C
+105°C
+125°C
–1.5
+1.5
+1.0
+0.5
–VS
0
2
4
6
8
10
12
14
SUPPLY VOLTAGE (±VS)
図 33.電源電圧対入力電圧制限値
図 30.CMRR の温度特性、G = 1、25°C で正規化
Rev. 0
50
60
REPRESENTATIVE SAMPLES
NORMALIZED AT 25°C
40
–50
–40
35
70
60
40
20
図 31.電源電流の温度特性、G = 1
100
–100
–40
5
TEMPERATURE (°C)
図 28.入力バイアス電流と入力オフセット電流の温度特性
80
–10
－ 14/24 －
16
18
11197-034
–2.0
–40
0.45
0.3
11197-027
INPUT BIAS CURRENT (nA)
1.5
0.50
11197-030
2.0
AD8422
データシート
+VS
+VS
–0.2
OUTPUT VOLTAGE SWING (V)
REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES
–0.2
–0.3
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
+0.3
+0.2
+0.1
–0.6
–40°C
+25°C
+85°C
+105°C
+125°C
–0.8
+0.8
+0.6
+0.4
2
4
6
8
10
12
14
16
18
SUPPLY VOLTAGE (±VS)
–VS
100µ
5
–0.2
4
–0.4
3
GAIN NONLINEARITY (ppm)
OUTPUT VOLTAGE SWING (V)
REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES
+VS
–0.6
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
+0.8
+0.6
1
0
–1
–2
–3
+0.2
–4
2
4
6
8
10
12
14
16
18
SUPPLY VOLTAGE (±VS)
–5
–10
11197-036
0
VS = ±15V
G=1
2
+0.4
–VS
RL = 2kΩ
RL = 10kΩ
–8
GAIN NONLINEARITY (ppm)
10
OUTPUT VOLTAGE SWING (V)
–2
0
2
4
6
8
10
10
8
5
–40°C
+25°C
+85°C
+105°C
+125°C
–5
–10
VS = ±15V
G = 10
6
4
2
0
–2
–4
–6
RL = 2kΩ
RL = 10kΩ
–8
100k
–10
–10
11197-037
1k
10k
LOAD RESISTANCE (Ω)
–8
–6
–4
–2
0
2
4
6
OUTPUT VOLTAGE (V)
図 39.ゲイン非直線性、G = 10
図 36.負荷抵抗対出力電圧振幅
Rev. 0
–4
図 38.ゲイン非直線性、G = 1
15
–15
100
–6
OUTPUT VOLTAGE (V)
図 35.電源電圧対出力電圧振幅、RL = 2 kΩ
0
10m
図 37.出力電流対出力電圧振幅
図 34.電源電圧対出力電圧振幅、RL = 10 kΩ
–0.8
1m
OUTPUT CURRENT (A)
11197-039
0
11197-038
+0.2
11197-035
–VS
–0.4
－ 15/24 －
8
10
11197-040
OUTPUT VOLTAGE SWING (V)
REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES
–0.1
AD8422
データシート
20
16
G = 1000, 100nV/DIV
VS = ±15V
G = 100
12
NONLINEARITY (ppm)
8
4
0
G = 1, 1µV/DIV
–4
–8
RL = 2kΩ
RL = 10kΩ
–20
–10
–8
–6
–4
–2
0
2
4
6
8
1s/DIV
10
OUTPUT VOLTAGE (V)
11197-041
–16
図 40.ゲイン非直線性、G = 100
図 43.0.1 Hz～10 Hz での RTI 電圧ノイズ、G = 1、G = 1000
50
40
11197-044
–12
10k
VS = ±15V
G = 1000
20
CURRENT NOISE (fA/√Hz)
10
0
–10
–20
–30
100
–8
–6
–4
–2
0
2
4
6
8
10
OUTPUT VOLTAGE (V)
11197-042
RL = 2kΩ
RL = 10kΩ
–40
–50
–10
1k
10
1
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
図 41.ゲイン非直線性、G = 1000
図 44.電流ノイズ・スペクトル密度の周波数特性
G=1
100
5pA/DIV
G = 10
G = 100
10
1
0.1
1
10
100
1k
10k
100k
1s/DIV
FREQUENCY (Hz)
図 45.0.1 Hz～10 Hz での電流ノイズ
図 42.電圧ノイズ・スペクトル密度の周波数特性
Rev. 0
－ 16/24 －
11197-046
G = 1000
11197-043
VOLTAGE NOISE RTI (nV/√Hz)
1k
11197-045
NONLINEARITY (ppm)
30
AD8422
データシート
30
G=1
VS = ±15V
5V/DIV
20
15
10
12.0μs TO 0.01%
15.2µs TO 0.001%
0.002%/DIV
5
VS = +5V
11197-050
OUTPUT VOLTAGE (V p-p)
25
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
1M
図 46.大信号周波数応答
図 49.大信号パルス応答とセトリング・タイム、G = 100、
10 V ステップ、VS = ±15 V、RL = 2 kΩ、CL = 100 pF
5V/DIV
13.6μs TO 0.01%
15.2µs TO 0.001%
80μs TO 0.01%
160µs TO 0.001%
0.002%/DIV
10μs/DIV
11197-048
0.002%/DIV
5V/DIV
11197-051
1k
11197-047
10μs/DIV
0
100
100μs/DIV
図 47.大信号パルス応答とセトリング・タイム、G = 1、
10 V ステップ、VS = ±15 V、RL = 2 kΩ、CL = 100 pF
図 50.大信号パルス応答とセトリング・タイム、G = 1000、
10 V ステップ、VS = ±15 V、RL = 2 kΩ、CL = 100 pF
30
RL = 2kΩ
CL = 100pF
25
12.8μs TO 0.01%
15.1µs TO 0.001%
20
10
SETTLED TO 0.01%
5
0
2
4
6
8
10
12
STEP SIZE (V)
図 48.大信号パルス応答とセトリング・タイム、G = 10、
10 V ステップ、VS = ±15 V、RL = 2 kΩ、CL = 100 pF
Rev. 0
SETTLED TO 0.001%
15
14
16
18
20
11197-052
10μs/DIV
11197-049
0.002%/DIV
SETTLING TIME (µs)
5V/DIV
図 51.ステップ・サイズ対セトリング・タイム、G = 1
－ 17/24 －
AD8422
データシート
50mV/DIV
11197-056
10µs/DIV
11197-053
20mV/DIV
100µs/DIV
図 52.小信号パルス応答 (G = 1)、RL = 2 kΩ、CL = 100 pF
図 55.小信号パルス応答 (G = 1000)、RL = 2 kΩ、CL = 100 pF
NO LOAD
20 pF
50 pF
100 pF
50mV/DIV
図 53.小信号パルス応答 (G = 10)、RL = 2 kΩ、CL = 100 pF
図 56.様々な容量負荷での小信号パルス応答
G = 1、RL = 無負荷
11197-055
20mV/DIV
10µs/DIV
図 54.小信号パルス応答 (G = 100)、RL = 2 kΩ、CL = 100 pF
Rev. 0
10µs/DIV
－ 18/24 －
11197-057
10µs/DIV
11197-054
20mV/DIV
AD8422
データシート
動作原理
+VS
VB
I
A1
IB
COMPENSATION
A2
C1
10kΩ
+VS
C2
10kΩ
NODE 1
–IN
ESD AND
OVERVOLTAGE
PROTECTION
R1
Q1 9.9kΩ
superβ
+VS
+VS
NODE 3
–VS
+VS
10kΩ
R2
9.9kΩ
Q2
superβ
RG
OUTPUT
A3
NODE 2
NODE 4
ESD AND
OVERVOLTAGE
PROTECTION
+IN
10kΩ
–VS
REF
–VS
–VS
11197-058
I
IB
COMPENSATION
DIFFERENCE
AMPLIFIER STAGE
図 57.簡略化した回路図
AD8422 の伝達関数は次式で表されます。
VOUT = G × (VIN+ − VIN−) + VREF
アーキテクチャ
AD8422 は従来型 3 オペアンプの計装アンプ回路を採用していま
す。この構成は、差動増幅用のプリアンプと、それに続く同相
モード電圧除去用ディファレンス・アンプの 2 ステージから構
成されています。図 57 に、AD8422 の簡略化した回路図を示し
ます。
回路的には、Q1、A1、R1 および Q2、A2、R2 は、高精度な電
流帰還アンプ(Q1 と Q2 のエミッタで定電流を維持)と見なすこ
とができます。入力信号が変化すると、A1 と A2 の出力電圧が
これに従って変化し、Q1 と Q2 の電流を正しい値に維持します。
このため、–IN と+IN からそれぞれノード 3 とノード 4 への高精
度なダイオード電圧降下が発生して、入力に加えられた差動信
号が RG ピンの両端で再現されます。RG を流れる電流は R1 と
R2 も通過するため、ノード 1 とノード 2 の間に増幅された差動
電圧が発生します。
増幅された差動信号と同相モード信号は、同相モード電圧を除
去しかつ増幅された差動電圧を維持するディファレンス・アン
プに入力されます。
抵抗のレーザ・トリムにより、0.01%以下のゲイン誤差と 94 dB
(G = 1)以上の CMRR を持つ非常に正確な計装アンプが可能にな
っています。消費電力とノイズでのデバイス間変動によって生
ずる不確定性を小さくするために電源電流を細かく調整します。
高性能ピン配置とデザインおよびレイアウトに対する特別な注
意により、広い周波数範囲と広い温度範囲で高い CMRR が可能
になります。AD8422 はスーパーβ 入力トランジスタとバイアス
電流補償方式を採用しているため、極めて高い入力インピーダ
ンス、小さいバイアス電流、非常に小さい電圧ノイズを提供す
ると同時に、使用電源電流は 300 µA と極めて小さくなっていま
す。過電圧保護方式により、すべてのゲインでノイズ性能を損
なうことなく反対側電源レールから 40 V までの入力が可能にな
っています。
Rev. 0
ここで、
 
ゲインの選択
RG ピン間に抵抗を接続すると、AD8422 のゲインが設定されま
す。ゲインは、表 6 からまたは次式を使って求めることができ
ます。


ゲイン抵抗を使わない場合は、AD8422 は G = 1(デフォルト)に
設定されます。システムの総合ゲイン精度を求めるときは、RG
抵抗の許容誤差とゲイン・ドリフトを AD8422 の仕様に加算して
ください。ゲイン抵抗を使用しない場合は、ゲイン誤差とゲイ
ン・ドリフトが小さくなります。
表 6.1%抵抗を使った場合のゲイン
1% Standard Table Value of RG (Ω)
Calculated Gain
19.6 k
4.99 k
2.21 k
1.05 k
402
200
100
39.2
20
2.010
4.968
9.959
19.86
50.25
100.0
199.0
506.1
991.0
－ 19/24 －
AD8422
データシート
AD8422 は、入力の差動電圧を RG 抵抗の両端に再生します。RG
の抵抗サイズは、周囲温度での予想消費電力を処理できるよう
に選択する必要があります。
AD8422
–IN
1
8
+VS
RG
2
7
VOUT
RG
3
6
REF
+IN
4
5
–VS
リファレンス・ピン
AD8422 の出力電圧は、リファレンス・ピンの電位を基準にし
て発生されます。この機能は、出力信号に正確なオフセットを
与えるときに使用することができます。例えば、電圧源を REF
ピンに接続して、AD8422 からユニポーラ ADC を駆動できるよ
うに、出力をレベル・シフトさせることができます。REF ピン
は ESD ダイオードで保護されているため、+VS または−VS を 0.3
V 以上超えることはできません。
最適性能を得るためには、REF ピンへ接続するソース・インピ
ーダンスを 1 Ω より低くする必要があります。図 57 に示すよう
に、リファレンス・ピン(REF)は 10 kΩ 抵抗の片側端子に接続さ
れています。リファレンス・ピンにインピーダンスを追加接続
すると、この 10 kΩ の抵抗に加算されるため、正入力に接続さ
れた信号が増幅されます。
RREF の追加によるゲインは、次のように計算することができま
す。
2(10 kΩ + RREF)/(20 kΩ + RREF)
正信号パスのみが増幅されて、負信号パスは影響を受けません。
増幅率が平坦でない場合、CMRR が低下します。
CORRECT
AD8422
REF
AD8422
REF
V
V
+
–
11197-059
OP1177
TOP VIEW
(Not to Scale)
図 59.ピン配置図
全周波数での同相モード除去比
レイアウトが正しくないと、同相モード信号が差動信号に変換
されて計装アンプに到達することがあります。このような変換
は、入力パス相互の周波数応答が異なる場合に発生します。周
波数に対して CMRR を高く維持するためには、各パスの入力ソ
ース・インピーダンスと容量が一致している必要があります。
入力パスへソース抵抗(例えば入力保護)を追加するときは、計
装アンプ入力の近くに接続して、PCB パターンの寄生容量との
相互作用を小さくする必要があります。
ゲイン設定ピン(RG)の寄生容量も、周波数に対する CMRR に影
響を与えます。ボード・デザインでゲイン設定ピンに部品(例え
ばスイッチまたはジャンパ)を接続する場合は、できるだけ寄生
容量の小さい部品を選ぶ必要があります。
電源とグラウンド接続
計装アンプの電源には安定な DC 電圧を使用してください。電
源ピンのノイズは性能に悪影響を与えることがあります。
0.1 µF のコンデンサを各電源ピンのできるだけ近くに配置する
必要があります。バイパス・コンデンサのリード長は高周波で
クリティカルになるため、表面実装型コンデンサの使用が推奨
されます。バイパス・グラウンド・パターン内の寄生インダク
タンスは、バイパス・コンデンサにより形成される低インピー
ダンスとは反対の働きをします。図 60 に示すように、10 µF の
コンデンサをデバイスから離れたところに接続することができ
ます。低周波数で効果的な大きな値のコンデンサの場合は、電
流リターン・パスの長さは問題になりません。多くの場合、こ
のコンデンサは他の高精度 IC と共用することができます。
+VS
図 58 リファレンス電圧ピン (REF)の駆動
0.1µF
入力電圧範囲
AD8422 の 3 オペアンプ・アーキテクチャは、ディファレンス・
アンプで同相モード電圧が除去される前に、初段ステージのゲ
インに適用されます。初段ステージと 2 段目ステージの間の内
部ノード(図 57 のノード 1 とノード 2)には、増幅された信号、
同相モード信号、ダイオード電圧降下の組み合わせが加わりま
す。個々の入力信号と出力信号が制限されない場合でも、この組
み合わせた信号が電圧電源により制限されることがあります。
図 10 ～図 15 にこの制限機能の詳細を示します。
PCB レベルで AD8422 の最適性能を確保するためには、ボー
ド・レイアウトのデザインに注意が必要です。AD8422 のピン
は、この作業を支援するために論理的に配置されています。
Rev. 0
+IN
RG
－ 20/24 －
VOUT
AD8422
REF
–IN
0.1µF
–VS
レイアウト
10µF
LOAD
10µF
11197-061
INCORRECT
11197-060
RG の消費電力
図 60.電源デカップリング、REF、ローカル・グラウンド基準
の出力
AD8422
データシート
グラウンド・プレーン層は、寄生インダクタンスを小さくする
ことに役立ちます。これにより電流変化による電圧降下が小さ
くなります。電流パスの面積は寄生インダクタンスの大きさに
比例するため、高周波でパスのインピーダンスにも比例します。
誘導デカップリング・パスまたはグラウンド・リターンで電流
が大きく変化すると、このような変化がアンプ入力に混入する
ため悪影響を受けます。
負荷電流は電源から流れるため、負荷はバイパス・コンデン
サ・グラウンドと同じ場所に接続する必要があります。
リファレンス・ピン
AD8422 の出力電圧は、リファレンス・ピンの電位を基準にし
て発生されます。REF を該当するローカル・グラウンドへ確実
に接続してください。
電源レールを超える入力電圧
多くの計装アンプでは、優れた CMRR と入力インピーダンスを
規定していますが、実際のシステムでは、入力保護のために必
要な外付け部品のために性能が低下します。AD8422 は非常に堅
固な入力を持っています。一般に入力保護機能の追加は不要で
す。デバイスに損傷を与えることなく反対側電源レールから 40 V
までの入力電圧を可能にしています。例えば、+5 V 正電源と 0 V
負電源の場合、デバイスは−35 V から+40 V までの電圧に安全に
耐えることができます。他の計装アンプとは異なり、このデバ
イスはデバイスが高ゲインである場合でも大きな差動入力電圧
を処理することができます。
+VS
VIN+
–
入力バイアス電流のリターン・パス
AD8422 の入力バイアス電流には、グラウンドへの DC リター
ン・パスが必要です。熱電対のように電流リターン・パスがな
い信号源を使う場合には、図 61 に示すように電流リターン・パ
スを設ける必要があります。
INCORRECT
+
VIN+
–
図 62.外付け部品が不要の入力過電圧保護機能
反対側電源レールから 40 V までの入力電圧に対しては入力保護
機能は不要です。
AD8422 の残りのピンは、電源電圧以内に維持する必要がありま
す。AD8422 の全端子が ESD に対して保護されています。
AD8422
REF
REF
–VS
最大定格を超える入力電圧
絶対最大定格のセクションに記載する規定値を超える電圧が
AD8422 に加わるアプリケーションでは、外付けの保護機能が必
要です。この外付けの保護機能は、過電圧の継続時間と必要と
されるノイズ性能に依存します。
過電圧が短時間の場合は、過渡電圧保護素子で十分です(例えば
メタル・オキサイド・バリスタ(MOV))。
過電圧が長い場合は、入力に直列な抵抗とダイオードの組み合
わせを使用してください。バイアス電流性能の低下を防止する
ため、BAV199 や FJH1100 のような低リーク・ダイオードの使用
が推奨されます。ダイオードは、アンプ入力の電圧が最大定格を
超えるのを防止し、抵抗はダイオードの電流を制限します。多く
の外付けダイオードは 100 mA 以上を容易に処理できるため、抵
抗値を大きくする必要はありません。このため、保護抵抗のノ
イズ性能への影響は小さくなります。
–VS
TRANSFORMER
TRANSFORMER
+VS
+VS
AD8422
AD8422
REF
REF
10MΩ
–VS
–VS
THERMOCOUPLE
THERMOCOUPLE
+VS
+VS
C
C
1
fHIGH-PASS = 2πRC
AD8422
REF
R
C
AD8422
REF
–VS
CAPACITIVELY COUPLED
–VS
CAPACITIVELY COUPLED
11197-062
R
図 61.入力バイアス電流リターン・パスの追加
Rev. 0
–VS
+VS
AD8422
C
AD8422
MOST APPLICATIONS
CORRECT
+VS
I
11197-063
+
－ 21/24 －
AD8422
データシート
+VS
+
I
VIN+
–
AD8422
+VS
無線周波数干渉(RFI)
強い RF 信号が存在するアプリケーションでアンプが使われる
場合には、RF の整流がしばしば問題になります。外乱が小さい
DC オフセット電圧として現れることがあります。高周波信号は、
図 64 に示すように計装アンプの入力に接続されたローパス RC
回路で除去することができます。
I
VIN+
–
AD8422
RPROTECT
VIN–
–
–VS
TRANSIENT PROTECTION
RPROTECT
+
VIN+
–
+VS
AD8422
–VS
VIN–
–
+VS
SIMPLE CONTINUOUS PROTECTION
+VS
RPROTECT
+
I
RPROTECT
+
VIN–
–
+
VIN+
–
I
RPROTECT
–VS
LOW NOISE CONTINUOUS
OPTION 1
+
VIN–
–
0.1µF
+VS
–VS
+VS
–VS
R
AD8422
2kΩ
R
–VS
LOW NOISE CONTINUOUS
OPTION 2
2kΩ
11197-064
+
10µF
CC
1nF
+IN
CD
10nF
VOUT
AD8422
RG
REF
–IN
CC
1nF
0.1µF
図 63.絶対最大定格を超える入力電圧に対する
入力保護オプション
10µF
–VS
11197-065
+
RPROTECT
図 64.RFI の除去
ノイズ性能を少し犠牲にしますが、別のソリューションでは直
列抵抗を使います。過電圧の場合、AD8422 への入力電流はア
ンプに安全な値に内部で制限されます。AD8422 入力は絶対最大
定格のセクションに記載する規定値以内に維持する必要があり
ますが、保護抵抗の電圧降下 I × R により、システムが耐えるこ
とができる最大電圧が次式のように高くなります。
正入力信号の場合
VMAX_NEW = (40 V +負電源電圧) + IIN × RPROTECT
このフィルタは、次式の関係を使って入力信号の帯域幅を制限し
ます。



負入力信号の場合
VMIN_NEW = (正電源電圧− 40 V) − IOUT × RPROTECT
ここで、 CD ≥ 10 CC。
過電圧性能を、図 16、図 17、図 18、図 19 に示します。100 よ
り大きいゲインと±2.5 V より低い電源電圧では、電源レールを
超える過駆動電圧により、REF ピン電圧がある限り出力が反転
します。
CD は差動信号に有効で、CC は同相モード信号に有効です。R と
CC の値は、RFI を小さくするように選択する必要があります。
正入力の R×CC と負入力の R×CC との不一致は、AD8422 の
CMRR 性能を低下させます。CC の値より 1 桁大きい CD の値を
使うと、不一致の影響が小さくなるので、性能が改善されます。
抵抗によりノイズが増えるので、選択する抵抗値とコンデンサ
値は、ノイズ、高周波での入力インピーダンス、RF 耐性の間で
トレードオフする必要があります。RFI フィルタに使用する抵
抗は、入力保護に使用する抵抗と同じにすることができます
Rev. 0
－ 22/24 －
AD8422
データシート
アプリケーション情報
ADA4096-2 に対して使用する場合、AD8276 の所望出力電圧が出
力範囲内になるようにし、VL を ADA4096-2 の入出力範囲内に
します。トランジスタは十分なブレークダウン電圧と IC を持つ
必要があります。BC847 や 2N5210 のような低価格トランジスタ
が推奨されます。
高精度ブリッジのコンディショニング
AD8422 は高い CMRR、低ドリフト、レール to レール出力を持
つため、ホイートストン・ブリッジからのシグナル・コンディ
ショニングに最適な選択肢になっています。適切な電源電圧で、
ゲインとリファレンス・ピン電圧を調節してフルスケール・ブ
リッジ出力を 0 V～5 V のような所望の出力範囲に一致させるこ
とができます。
図 65 に、4 mA～20 mA 出力のブリッジ信号に変換する回路を示
します。この回路では低消費電力高精度ディファレンス・アン
プ AD8276 と、低消費電力でレール to レール入出力の過電圧保
護オペアンプ ADA4096-2 を使っています。高精度ブリッジ回路
では、オフセット誤差と温度誤差の補償に注意する必要がありま
す。例えば、REF ピンの電圧を使ってブリッジ・オフセットを
補償する場合、最大予想オフセットに対して動作範囲以内で
AD8422 を動作させる必要があります。ゼロ調整ポテンショメー
タを含まない場合、正オペアンプ入力を 24.9 kΩ、10.7 kΩ 分圧
器の中心 1.5 V に接続します。低い電源電圧を AD8276 と
プロセス制御アナログ入力
プログラマブル・ロジック・コントローラ (PLC) や分散型制御
システム (DCS)のようなプロセス制御システムでは、一般にアナ
ログ変数は 4 mA～20 mA や±10 V などのように標準の数種類の
電圧範囲または電流範囲で発生します。これらの入力範囲内の
変数は、0 V～5 V のような特定の ADC 入力範囲に合わせるため
に増幅、減衰、レベル・シフトされます。図 66 の回路に、1 個
の AD8422 を使って実現できる 1 つの方法を示します。AD8422
は低消費電力で、過電圧保護機能を持ち、高精度であるため、プ
ロセス制御アプリケーションに最適です。さらに高入力インピー
ダンス、低バイアス電流、低電流ノイズであるため、誤差増最
小でソース抵抗を大きくすることができます。
+5V
+5V
+IN
VOUT_FS = ±15mV
RG
+24V
AD8422
24.9kΩ
+24V
RG = 301Ω
G = 66.8V/V
AD8276
+5V
REF
–IN
SENSE
+IN
V = 0.5V TO 2.5V
+24V
VOUT
REF
–IN
+24V
1
124Ω
IOUT = 4mA TO 20mA
VL
10.7kΩ
ADA4096-2
RL
ZERO
ADJUST
11197-066
ADA4096-2
1OPTIONAL
図 65. 4 mA～20 mA 出力のブリッジ回路
TERMINAL
BLOCK
0V TO 10V, ±10V
42.2kΩ
0V TO 5V, ±5V
34kΩ
+15V
4mA TO 20mA,
0mA TO 20mA
±20mA
8.45kΩ
49.9kΩ
+IN
RG
1kΩ
–IN
VOUT = 2.5V ±2.5V
AD8422
–15V
RG = 13.2kΩ
G = 2.5V/V
REF
2.5V
図 66.プロセス制御アナログ入力
Rev. 0
－ 23/24 －
11197-067
1kΩ
0V TO 1V, ±1V
AD8422
データシート
外形寸法
5.00 (0.1968)
4.80 (0.1890)
4.00 (0.1574)
3.80 (0.1497)
8
5
1
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2284)
4
1.27 (0.0500)
BSC
1.75 (0.0688)
1.35 (0.0532)
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0040)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
COPLANARITY
0.10
SEATING
PLANE
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)
012407-A
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.
図 67.8 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)
3.20
3.00
2.80
8
3.20
3.00
2.80
1
5
4
5.15
4.90
4.65
PIN 1
IDENTIFIER
0.65 BSC
15° MAX
1.10 MAX
0.15
0.05
COPLANARITY
0.10
6°
0°
0.40
0.25
0.23
0.09
0.80
0.55
0.40
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
10-07-2009-B
0.95
0.85
0.75
図 68.8 ピン・ミニ・スモール・アウトライン・パッケージ[MSOP]
(RM-8)
寸法: mm
オーダー・ガイド
Model1
Temperature Range
Package Description
Package Option
Branding
AD8422ARZ
AD8422ARZ-R7
AD8422ARZ-RL
AD8422BRZ
AD8422BRZ-R7
AD8422BRZ-RL
AD8422ARMZ
AD8422ARMZ-R7
AD8422ARMZ-RL
AD8422BRMZ
AD8422BRMZ-R7
AD8422BRMZ-RL
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
−40°C to +85°C
8-Lead SOIC_N, Standard Grade
8-Lead SOIC_N, Standard Grade, 7” Tape and Reel,
8-Lead SOIC_N, Standard Grade, 13” Tape and Reel
8-Lead SOIC_N, High Performance Grade
8-Lead SOIC_N, High Performance Grade, 7” Tape and Reel
8-Lead SOIC_N, High Performance Grade, 13” Tape and Reel
8-Lead MSOP, Standard Grade
8-Lead MSOP, Standard Grade, 7” Tape and Reel,
8-Lead MSOP, Standard Grade, 13” Tape and Reel
8-Lead MSOP, High Performance Grade
8-Lead MSOP, High Performance Grade, 7” Tape and Reel
8-Lead MSOP, High Performance Grade, 13” Tape and Reel
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
RM-8
RM-8
RM-8
RM-8
RM-8
RM-8
Y4U
Y4U
Y4U
Y4V
Y4V
Y4V
1
Z = RoHS 準拠製品。
Rev. 0
－ 24/24 －