広い電源電圧範囲の レールtoレール出力計装アンプ AD8226 ピン配置 特長 外付け抵抗 1 本でゲイン設定 AD8226 1 8 +VS 入力電圧がグラウンド以下に変化可能 RG 2 7 VOUT 電源電圧を超える入力を保護 RG 3 6 REF 電源範囲が非常に広い +IN 4 5 –VS 単電源動作: 2.2 V~36 V 07036-001 –IN ゲイン範囲: 1~1000 TOP VIEW (Not to Scale) 両電源動作: ±1.35 V~±18 V 帯域幅(G = 1): 1.5 MHz 図 1. CMRR (G = 1): BR モデルで最小 90 dB 入力ノイズ: 22 nV/√Hz 電源電流: 350 µA (typ) 表 1.計装アンプの分類 1 仕様温度範囲: −40°C~+125°C 8 ピンの SOIC または MSOP パッケージを採用 アプリケーション 工業用プロセス制御 ブリッジ・アンプ 医療計測機器 携帯型データ・アクイジション マルチチャンネル・システム General Purpose Zero Drift Military Grade Low Power High Speed PGA AD8220 AD8221 AD8222 AD8224 AD8228 AD8295 AD8231 AD8290 AD8293 AD8553 AD8556 AD8557 AD620 AD621 AD524 AD526 AD624 AD627 AD623 AD8223 AD8226 AD8227 AD8250 AD8251 AD8253 1 最新計装アンプについては http://www.analog.com/jpをご覧ください。 概要 AD8226 は、広い電源範囲を持つ低価格の計装アンプであり、1 本 の外付け抵抗でゲインを 1~1000 に設定することができます。 AD8226 は、様々な信号電圧で動作するようにデザインされて います。このデバイスは広い入力範囲とレール to レール出力を 持つため、各電源電圧をフル利用して信号を処理することがで きます。この入力範囲では信号が負電源を下回ることができる ため、両電源を必要とせずに、グラウンド付近の小信号を増幅す ることができます。AD8226 は、両電源では±1.35 V~±18 V の範 囲で、単電源では 2.2 V~36 V の範囲で、それぞれ動作すること ができます。 AD8226 の強固な入力は、実環境のセンサーに接続するように デザインされています。AD8226 は広い動作範囲を持つ他に、 電源電圧を超える電圧を処理することもできます。例えば、±5 Rev. A V 電源で、デバイスは±35 V の入力に損傷なしで耐えることが 保証されています。断線を検出できるようにするため、最小と 最大の入力バイアス電流も規定されています。 AD8226 は、マルチチャンネルの省スペース・アプリケーショ ンに最適です。AD8226 は他の低価格低消費電力の計装アンプ と異なり、最小ゲイン= 1 でデザインされているため、±10 V の 信号を容易に処理することができます。AD8226 は MSOP パッ ケージを採用し、125°C の温度定格であるため、実装密度が高 く、空気流のないデザインにも採用することができます。 AD8226 は 8 ピンの MSOP または SOIC パッケージを採用し、 −40°C~+125°C で動作が規定されています。 AD8226 と同じパッケージと性能を持ち、かつゲイン= 5~1000 のデバイスが必要な場合は、AD8227 の採用をご検討ください。 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、各社の所有に属します。 ※日本語データシートは 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。 ©2009 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 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 本 AD8226 目次 特長......................................................................................................1 ゲインの選択................................................................................ 19 アプリケーション ..............................................................................1 リファレンス・ピン .................................................................... 20 ピン配置..............................................................................................1 入力電圧範囲................................................................................ 20 概要......................................................................................................1 レイアウト.................................................................................... 20 改訂履歴..............................................................................................2 入力バイアス電流のリターン・パス ........................................ 21 仕様......................................................................................................3 絶対最大定格 ......................................................................................7 熱抵抗..............................................................................................7 ESDの注意 ......................................................................................7 ピン配置およびピン機能説明 ..........................................................8 代表的な性能特性 ..............................................................................9 動作原理............................................................................................19 アーキテクチャ ............................................................................19 改訂履歴 7/09—Rev. 0 to Rev. A Added BRZ and BRM Models ............................................... Universal Changes to Features Section.................................................................1 Changes to Table 1 ...............................................................................1 Changes to General Description Section ..............................................1 Changes to Gain vs. Temperature Parameter, Output Parameter, and Operating Range Parameter, Table 2................................................. 4 Changes to Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) Parameter and to Input Offset, VOSO, Average Temperature Coefficient Parameter, Table 3 ............................................................................5 Changes to Gain vs. Temperature Parameter, Table 3...........................6 Changes to Gain Selection Section .....................................................19 Changes to Reference Terminal Section and Input Voltage Range Section.................................................................................20 Changes to Ordering Guide ................................................................25 1/09—Revision 0: Initial Version Rev. A - 2/25 - 入力保護........................................................................................ 22 無線周波数干渉(RFI) ................................................................... 22 アプリケーション情報 .................................................................... 23 差動駆動........................................................................................ 23 高精度ストレイン・ゲージ ........................................................ 24 ADCの駆動 ................................................................................... 24 外形寸法............................................................................................ 25 オーダー・ガイド ........................................................................ 25 AD8226 仕様 特に指定がない限り、+VS = +15 V、−VS = −15 V、VREF = 0 V、TA = 25°C、G = 1、RL = 10 kΩ、仕様は入力基準。 表 2. Parameter COMMON-MODE REJECTION RATIO (CMRR) CMRR with DC to 60 Hz G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 CMRR with DC at 5 kHz G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 NOISE Voltage Noise Input Voltage Noise, eNI Output Voltage Noise, eNO RTI G=1 G = 10 G = 100 to 1000 Current Noise VOLTAGE OFFSET Input Offset, VOSI Average Temperature Coefficient Output Offset, VOSO Average Temperature Coefficient Offset RTI vs. Supply (PSR) G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 INPUT CURRENT Input Bias Current1 Average Temperature Coefficient Input Offset Current Average Temperature Coefficient REFERENCE INPUT RIN IIN Voltage Range Reference Gain to Output Reference Gain Error DYNAMIC RESPONSE Small-Signal −3 dB Bandwidth G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 Rev. A Conditions VCM = −10 V to +10 V Min ARZ, ARMZ Typ Max Min BRZ, BRMZ Typ Max Unit 80 100 105 105 90 105 110 110 dB dB dB dB 80 90 90 100 80 90 90 100 dB dB dB dB Total noise: eN = √(eNI2 + (eNO/G)2) 1 kHz 22 120 24 125 22 120 24 125 nV/√Hz nV/√Hz f = 0.1 Hz to 10 Hz 2 0.5 0.4 100 3 f = 1 kHz f = 0.1 Hz to 10 Hz Total offset voltage: VOS = VOSI + (VOSO/G) VS = ±5 V to ±15 V TA = −40°C to +125°C VS = ±5 V to ±15 V TA = −40°C to +125°C VS = ±5 V to ±15 V 0.5 2 2 0.5 0.4 100 3 200 2 1000 10 80 100 105 105 TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C to +125°C TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C to +125°C 5 5 5 0.5 1 100 1 500 5 90 105 110 110 20 15 30 70 27 25 35 5 5 5 µV µV/°C µV µV/°C dB dB dB dB 20 15 30 70 1.5 1.5 2 27 25 35 0.5 0.5 0.5 5 5 100 7 100 7 nA nA nA pA/°C nA nA nA pA/°C 1 0.01 1 0.01 kΩ µA V V/V % 1500 160 20 2 1500 160 20 2 kHz kHz kHz kHz −VS - 3/25 - µV p-p µV p-p µV p-p fA/√Hz pA p-p +VS −VS +VS AD8226 Parameter Settling Time 0.01% G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 Slew Rate GAIN Gain Range Gain Error G=1 G = 5 to 1000 Gain Nonlinearity G = 1 to 10 G = 100 G = 1000 Gain vs. Temperature2 G=1 G>1 INPUT Input Impedance Differential Common Mode Input Operating Voltage Range3 Input Overvoltage Range OUTPUT Output Swing RL = 2 kΩ to Ground Conditions 10 V step Min ARZ, ARMZ Typ Max Min 25 15 40 350 0.4 0.6 G=1 G = 5 to 100 G = 1 + (49.4 kΩ/RG) 1 BRZ, BRMZ Typ Max 25 15 40 350 0.4 0.6 1000 1 Unit µs µs µs µs V/µs V/µs 1000 V/V 0.04 0.3 0.01 0.1 % % 10 75 750 10 75 750 ppm ppm ppm 5 5 −100 1 2 −100 ppm/°C ppm/°C ppm/°C VOUT ±10 V VOUT = −10 V to +10 V RL ≥ 2 kΩ RL ≥ 2 kΩ RL ≥ 2 kΩ TA = −40°C to +85°C TA = 85°C to 125°C TA = −40°C to +125°C VS = ±1.35 V to +36 V 0.8||2 0.4||2 0.8||2 0.4||2 TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C to +125°C −VS − 0.1 −VS − 0.05 −VS − 0.15 +VS − 40 +VS − 0.8 +VS − 0.6 +VS − 0.9 −VS + 40 −VS − 0.1 −VS − 0.05 −VS − 0.15 +VS − 40 +VS − 0.8 +VS − 0.6 +VS − 0.9 −VS + 40 GΩ||pF GΩ||pF V V V V TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C −VS + 0.4 −VS + 0.4 −VS + 1.2 +VS − 0.7 +VS – 1.0 +VS – 1.1 −VS + 0.4 −VS + 0.4 −VS + 1.2 +VS − 0.7 +VS – 1.0 +VS – 1.1 V V V TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C −VS + 0.2 −VS + 0.3 −VS + 0.2 +VS − 0.2 +VS − 0.3 +VS − 0.2 −VS + 0.2 −VS + 0.3 −VS + 0.2 +VS − 0.2 +VS − 0.3 +VS − 0.2 V V V TA = −40°C to +125°C −VS + 0.1 +VS − 0.1 −VS + 0.1 +VS − 0.1 V mA ±18 425 325 525 600 +125 V µA µA µA µA °C RL = 10 kΩ to Ground RL = 100 kΩ to Ground Short-Circuit Current POWER SUPPLY Operating Range Quiescent Current TEMPERATURE RANGE 13 Dual-supply operation TA = +25°C TA = −40°C TA = +85°C TA = +125°C ±1.35 350 250 450 525 −40 1 13 ±18 425 325 525 600 +125 ±1.35 350 250 450 525 −40 入力ステージでは PNP トランジスタを使っているため、デバイスに常に入力バイアス電流が流入しています。 G > 1 の規定値には、外付けゲイン設定抵抗 RG の影響は含まれません。 3 AD8226 入力ステージの入力電圧範囲。入力範囲は、同相モード電圧、差動電圧、ゲイン、リファレンス電圧に依存します。詳細については、入力電圧範囲のセクシ ョンを参照してください。 2 Rev. A - 4/25 - AD8226 特に指定がない限り、+VS = 2.7 V、−VS = 0 V、VREF = 0 V、TA = 25°C、G = 1、RL = 10 kΩ、仕様は入力基準。 表 3. Parameter COMMON-MODE REJECTION RATIO (CMRR) CMRR with DC to 60 Hz G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 CMRR with DC at 5 kHz G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 NOISE Voltage Noise Input Voltage Noise, eNI Output Voltage Noise, eNO RTI G=1 G = 10 G = 100 to 1000 Current Noise VOLTAGE OFFSET Input Offset, VOSI Average Temperature Coefficient Output Offset, VOSO Average Temperature Coefficient Offset RTI vs. Supply (PSR) G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 INPUT CURRENT Input Bias Current1 Average Temperature Coefficient Input Offset Current Average Temperature Coefficient REFERENCE INPUT RIN IIN Voltage Range Reference Gain to Output Reference Gain Error 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 Rev. A Conditions VCM = 0 V to 1.7 V Min ARZ, ARMZ Typ Max Min BRZ, BRMZ Typ Max Unit 80 100 105 105 90 105 110 110 dB dB dB dB 80 90 90 100 80 90 90 100 dB dB dB dB Total noise: eN = √(eNI2 + (eNO/G2)) 1 kHz 22 120 24 125 22 120 24 125 nV/√Hz nV/√Hz f = 0.1 Hz to 10 Hz 2.0 0.5 0.4 100 3 f = 1 kHz f = 0.1 Hz to 10 Hz Total offset voltage: VOS = VOSI + (VOSO/G) TA = −40°C to +125°C 0.5 TA = −40°C to +125°C VS = 0 V to 1.7 V 2 2.0 0.5 0.4 100 3 200 2 1000 10 80 100 105 105 TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C to +125°C TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA =−40°C to +125°C 5 5 5 0.5 1 µV p-p µV p-p µV p-p fA/√Hz pA p-p 100 1 500 5 90 105 110 110 20 15 30 70 27 25 35 5 5 5 µV µV/°C µV µV/°C dB dB dB dB 20 15 30 70 1.5 1.5 1 27 25 35 0.5 0.5 0.1 5 5 100 7 100 7 nA nA nA pA/°C nA nA nA pA/°C 1 0.01 1 0.01 kΩ µA V V/V % 1500 160 20 2 1500 160 20 2 kHz kHz kHz kHz 6 6 35 350 6 6 35 350 µs µs µs µs −VS +VS −VS +VS 2 V step - 5/25 - AD8226 Parameter Slew Rate GAIN Gain Range Gain Error G=1 G = 5 to 1000 Gain vs. Temperature2 G=1 G>1 INPUT Input Impedance Differential Common Mode Input Operating Voltage Range3 Input Overvoltage Range OUTPUT Output Swing Short-Circuit Current POWER SUPPLY Operating Range Quiescent Current Conditions G=1 G = 5 to 100 G = 1 + (49.4 kΩ/RG) Min 1 2 3 1000 Min BRZ, BRMZ Typ Max 0.4 0.6 Unit V/µs V/µs 1000 V/V 1 VOUT = 0.8 V to 1.8 V VOUT = 0.2 V to 2.5 V 0.04 0.3 0.01% 0.1% % % TA = −40°C to +85°C TA = +85°C to +125°C TA = −40°C to +125°C −VS = 0 V, +VS = 2.7 V to 36 V 5 5 −100 1 2 ppm/°C ppm/°C ppm/°C 0.8||2 0.4||2 TA = +25°C −0.1 TA = −40°C −0.15 TA = +125°C −0.05 TA = −40°C to +125°C +VS − 40 RL = 10 kΩ to 1.35 V, TA = −40°C to +125°C 0.1 0.8||2 0.4||2 +VS − 0.7 +VS − 0.9 +VS − 0.6 −VS + 40 +VS − 0.1 −0.1 Single-supply operation TA = +25°C, −VS = 0 V, +VS = 2.7 V TA = −40°C, −VS = 0 V, +VS = 2.7 V TA = +85°C, −VS = 0 V, +VS = 2.7 V TA = +125°C, −VS = 0 V, +VS = 2.7 V 2.2 325 250 425 475 −40 +VS − 0.7 +VS − 0.9 +VS − 0.6 −VS + 40 −0.15 −0.05 +VS − 40 0.1 13 TEMPERATURE RANGE 1 ARZ, ARMZ Typ Max 0.4 0.6 +VS − 0.1 13 36 400 325 500 550 +125 2.2 325 250 425 475 −40 GΩ||pF GΩ||pF V V V V mA 36 400 325 500 550 +125 V µA µA µA µA °C 入力ステージでは PNP トランジスタを使っているため、デバイスに常に入力バイアス電流が流入しています。 G > 1 の規定値には、外付けゲイン設定抵抗 RG の影響は含まれません。 AD8226 入力ステージの入力電圧範囲。 入力範囲は、同相モード電圧、差動電圧、ゲイン、リファレンス電圧に依存します。 詳細については、入力電圧範囲のセク ションを参照してください。 Rev. A - 6/25 - AD8226 絶対最大定格 表 4. 熱抵抗 Parameter Rating Supply Voltage Output Short-Circuit Current Maximum Voltage at −IN or +IN Minimum Voltage at −IN or +IN REF Voltage Storage Temperature Range Specified Temperature Range Maximum Junction Temperature ESD Human Body Model Charge Device Model Machine Model ±18 V Indefinite −VS + 40 V +VS − 40 V ±VS −65°C to +150°C −40°C to +125°C 140°C θJA は、自然空冷のデバイスで規定。 表 5.熱抵抗 θJA Unit 8-Lead MSOP, 4-Layer JEDEC Board 8-Lead SOIC, 4-Layer JEDEC Board 135 121 °C/W °C/W ESDの注意 1.5 kV 1.5 kV 100 V 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. A Package - 7/25 - 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。 AD8226 –IN 1 RG 2 RG +IN AD8226 8 +VS 7 VOUT 3 6 REF 4 5 –VS TOP VIEW (Not to Scale) 07036-002 ピン配置およびピン機能説明 図 2.ピン配置 表 6.ピン機能の説明 ピン番号 記号 説明 1 −IN 負入力。 2、3 RG ゲイン設定ピン。これら 2 本のピンの間にゲイン抵抗を接続します。 4 +IN 正入力。 5 −VS 負電源。 6 REF リファレンス。このピンは、低インピーダンスで駆動する必要があります。 7 VOUT 出力。 8 +VS 正電源。 Rev. A - 8/25 - AD8226 代表的な性能特性 特に指定がない限り、T = 25°C、VS = ±15 V、RL = 10 kΩ。 N: 2203 MEAN: 35.7649 SD: 229.378 160 MEAN: 0.041 SD: 0.224 250 140 200 100 HITS HITS 120 80 150 100 60 40 50 –900 –600 –300 0 300 VOSO @ ±15V (µV) 600 900 0 –1.2 07036-031 0 図 3.出力オフセット電圧の分布 –0.6 0 0.3 –0.3 VOSI DRIFT (µV) 0.6 0.9 1.2 図 6.入力オフセット電圧ドリフトの分布、G = 100 MEAN: –0.57 SD: 1.5762 240 –0.9 07036-034 20 MEAN: 21.5589 SD: 0.624 180 210 150 180 120 HITS HITS 150 120 90 90 60 60 –9 –6 –3 0 3 VOSO DRIFT (µV) 6 9 0 07036-032 0 18 図 4.出力オフセット電圧ドリフトの分布 350 26 20 22 24 POSITIVE IBIAS CURRENT @ ±15V (nA) 07036-035 30 30 図 7.入力バイアス電流の分布 MEAN: –3.67283 SD: 51.1 MEAN: 0.003 SD: 0.075 300 300 250 250 HITS 150 100 100 50 50 –400 0 200 –200 VOSI @ RG PINS @ ±15V (µV) 400 0 07036-033 0 図 5.入力オフセット電圧の分布 Rev. A 150 –0.9 –0.6 –0.3 0 0.3 VOSI @ ±15V (nA) 0.6 図 8.入力オフセット電流の分布 - 9/25 - 0.9 07036-036 HITS 200 200 AD8226 2.5 2.5 +1.35V, +1.9V 1.5 +0.02V, +1.3V +2.68V, +1.2V 1.0 VREF = 0V +2.4V, +0.8V 0.5 +2.68V, +0.3V +0.02V, +0.3V 0 –1.0 –0.5 0 0.5 1.5 +0.02V, +1.3V +2.4V, +0.8V 0.5 2.0 1.0 1.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 2.5 +0.02V, +0.4V –0.5 –0.5 3.0 +2.5V, +4.3V 0 0.5 +0.02V, +4.3V VREF = +1.35V 4 3 +0.02V, +3.0V +4.98V, +3.0V VREF = 0V 2 1 COMMON-MODE VOLTAGE (V) +4.7V, +1.9V +0.02V, +0.8V +4.98V, +0.8V 2.5 3.0 +2.5V, +4.2V VREF = +2.5V 4 3 +0.02V, +3.0V +4.96V, +3.0V VREF = 0V 2 1 +4.7V, +1.9V +0.02V, +0.7V +4.96V, +0.7V –1 –0.5 0 0.5 07036-038 +2.5V, –0.4V +0.02V, –0.4V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 4.0 4.5 5.0 +2.5V, –0.3.V +0.02V, –0.3V –1 –0.5 5.5 0 0.5 07036-041 0 0 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 4.0 4.5 5.0 5.5 図 13.出力電圧対入力同相モード電圧 単電源、VS = +5 V、G = 100 図 10.出力電圧対入力同相モード電圧 単電源、VS = +5 V、G = 1 6 6 0V, +4.3V 0V, +4.2V 4 –4.97V, +1.8V COMMON-MODE VOLTAGE (V) COMMON-MODE VOLTAGE (V) 2.0 1.0 1.5 OUTPUT VOLTAGE (V) +4.96V, +1.8V 0 –2 –4.97V, –3.0V +4.96V, –0.3V –4 4 2 –4.96V, +1.7V +4.96V, +1.7V –4.96V, –3.1V +4.96V, –3.1V 0 –2 07036-039 –4 0V, –5.4V –4 –2 0 2 OUTPUT VOLTAGE (V) 4 07036-042 COMMON-MODE VOLTAGE (V) +1.35, –0.3V +0.02V, –0.3V 5 +0.02V, +4.3V 0V, –5.3V –6 –6 6 図 11.出力電圧対入力同相モード電圧 両電源、VS = ±5 V、G = 1 Rev. A +2.67V, +0.4V 図 12.出力電圧対入力同相モード電圧 単電源、VS = +2.7 V、G = 100 5 –6 –6 +2.67V, +1.3V VREF = 0V 1.0 図 9.出力電圧対入力同相モード電圧 単電源、VS = +2.7 V、G = 1 2 VREF = +1.35V +1.35V, +1.9V 0 +1.35V, –0.4V +0.02V, –0.4V 07036-037 –0.5 +0.02V, +2.0V 2.0 07036-040 2.0 COMMON-MODE VOLTAGE (V) VREF = +1.35V COMMON-MODE VOLTAGE (V) +0.02V, +2.0V –4 –2 0 2 OUTPUT VOLTAGE (V) 4 図 14.出力電圧対入力同相モード電圧 両電源、VS = ±5 V、G = 100 - 10/25 - 6 AD8226 20 20 VS = ±12V +11.95V, –6.4V –11.95V, –6.4V 0V, –12.4V –14.96V, –7.9V +14.94V, –7.9V 0V, –15.4V –20 –20 –15 –10 5 –5 0 OUTPUT VOLTAGE (V) 10 15 0 20 1.50 0.6 2.75 0.5 2.50 0.4 2.25 0.3 0.2 0.1 1.25 0 1.00 –0.1 IIN –0.2 0.75 –0.3 0.50 0.25 OUTPUT VOLTAGE (V) VOUT 0.5 VOUT 0.4 0.3 0.2 1.75 0.1 1.50 0 1.25 –0.1 1.00 –0.2 IIN 0.75 –0.3 0 –0.6 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 INPUT VOLTAGE (V) 16 14 12 10 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 図 17.入力過電圧性能、G = 1、VS = ±15 V OUTPUT VOLTAGE (V) 0.3 –0.5 –16 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 INPUT VOLTAGE (V) Rev. A 0.6 VS = 2.7V G = 100 –VIN = 0V 図 19.入力過電圧性能、G = 100、VS = 2.7 V 0.1 IIN 20 –0.5 INPUT CURRENT (mA) 0 –2 –4 –6 –8 –10 –12 –14 15 –0.4 0.2 2 10 0.25 0.4 VOUT 8 6 4 5 –5 0 OUTPUT VOLTAGE (V) –0.5 07036-045 OUTPUT VOLTAGE (V) 10 –10 0.50 0.5 VS = ±15V G=1 –VIN = 0V –15 2.00 図 16.入力過電圧性能、G = 1、VS = 2.7 V 16 +14.95V, –8.0V –0.4 0 –0.6 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 INPUT VOLTAGE (V) 14 12 –14.95V, –8.0V 図 18.出力電圧対入力同相モード電圧 両電源、VS = ±15 V、G = 100 INPUT CURRENT (mA) OUTPUT VOLTAGE (V) 1.75 0V, –12.3V 0V, –15.4V 07036-044 2.00 VS = 2.7V G=1 –VIN = 0V +11.95V, –6.5V –11.95V, –6.5V –20 –20 図 15.出力電圧対入力同相モード電圧 両電源、VS = ±15 V、G = 1 2.25 VS = ±12V –5 –10 +11.95V, +5.2V –11.95V, +5.2V –15 07036-043 –15 5 +14.95V, +6.7V 0V, +11.2V 07036-046 –5 +14.95V, +6.7V INPUT CURRENT (mA) 0 –10 +11.95V, +5.3V –11.95V, +5.3V 10 07036-047 5 +14.94V, +6.8V 0V, +11.3V VS = ±15V 8 6 4 0.6 VS = ±15V G = 100 –VIN = 0V 0.5 0.4 VOUT 0.2 0.1 2 0 –2 –4 –6 –8 –10 –12 –14 IIN 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 –0.6 –16 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 INPUT VOLTAGE (V) 図 20.入力過電圧性能、G = 100、VS = ±15 V - 11/25 - 0.3 INPUT CURRENT (mA) +14.96V, +6.8V 0V, +14.2V 15 COMMON-MODE VOLTAGE (V) COMMON-MODE VOLTAGE (V) 10 VS = ±15V 07036-048 0V, +14.3V 15 AD8226 30 160 29 140 28 –0.15V INPUT BIAS CURRENT (nA) 27 NEGATIVE PSRR (dB) 26 25 24 23 22 21 +4.22V 20 GAIN = 1000 120 GAIN = 100 GAIN = 10 100 GAIN = 1 80 60 40 19 18 20 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 4.0 4.5 0 0.1 07036-049 16 –0.5 1 10 図 21.同相モード電圧対入力バイアス電流、VS = +5 V 60 1M VS = ±15V GAIN = 1000 50 35 40 GAIN (dB) 30 25 20 15 +14.18V 30 20 GAIN = 10 10 0 10 GAIN = 100 GAIN = 1 –10 5 –12 –8 –4 0 4 8 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 12 16 –30 100 07036-050 –5 –16 図 22.同相モード電圧対入力バイアス電流、VS = ±15 V 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 図 25.ゲインの周波数特性、VS = ±15 V 160 70 140 GAIN = 1000 60 GAIN = 100 120 GAIN = 10 50 40 GAIN (dB) GAIN = 1 80 60 VS = 2.7V GAIN = 1000 GAIN = 100 30 20 GAIN = 10 10 0 40 GAIN = 1 –10 20 –20 1 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 1M 07036-013 0 0.1 1k 07036-015 –20 0 図 23.正 PSRR の周波数特性、RTI –30 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 図 26.ゲインの周波数特性、2.7 V 単電源 - 12/25 - 10M 07036-016 INPUT BIAS CURRENT (nA) 40 POSITIVE PSRR (dB) 100k 70 –15.13V 45 Rev. A 10k 図 24.負 PSRR の周波数特性 50 100 100 1k FREQUENCY (Hz) 07036-014 17 AD8226 150 35 30 CMRR (dB) INPUT BIAS CURRENT (nA) BANDWIDTH LIMITED 120 GAIN = 10 100 GAIN = 1 80 60 40 20 1 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 図 27.CMRR の周波数特性、RTI 100 20 75 15 50 10 25 0 15 30 45 60 75 TEMPERATURE (°C) 90 0 105 120 135 図 30.入力バイアス電流と入力オフセット電流の温度特性 20 120 GAIN = 100 GAIN = 1000 10 BANDWIDTH LIMITED 100 GAIN = 1 0 GAIN ERROR (µV/V) GAIN = 10 80 CMRR (dB) 25 5 –45 –30 –15 07036-017 0 0.1 125 INPUT OFFSET CURRENT (pA) 140 GAIN = 100 VS = ±15V VREF = 0V –IN BIAS CURRENT +IN BIAS CURRENT OFFSET CURRENT GAIN = 1000 07036-012 160 60 40 –0.6 ppm/°C –10 –20 –0.3ppm/°C –30 –0.4ppm/°C –40 –50 20 1 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k NORMALIZED AT 25°C –70 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 TEMPERATURE (°C) 07036-018 0 0.1 120 140 図 31.ゲイン誤差の温度特性、G = 1 図 28.CMRR の周波数特性、RTI、1 kΩ ソース不平衡 20 3.0 2.5 10 2.0 –0.35ppm/°C 1.5 0 CMRR (µV/V) 1.0 0.5 0 –0.5 –10 0.2ppm/°C –20 –1.0 –1.5 –30 –2.0 –3.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 WARM-UP TIME (Seconds) 100 110 120 –30 –10 10 30 50 70 TEMPERATURE (°C) 90 図 32.CMRR の温度特性、G = 1 図 29.ウォームアップ時間対入力オフセット電圧変化 Rev. A –40 –50 - 13/25 - 110 130 07036-052 REPRESENTATIVE DATA NORMALIZED AT 25°C –2.5 07036-011 CHANGE IN INPUT OFFSET VOLTAGE (µV) 100 07036-051 –60 AD8226 +VS 15 –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C 10 –0.4 OUTPUT VOLTAGE SWING (V) INPUT VOLTAGE (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES –0.2 –0.6 –0.8 –VS –0.2 –0.4 –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C 5 0 –5 –10 4 6 8 10 12 SUPPLY VOLTAGE (±VS) 14 16 18 –15 100 1k 10k LOAD RESISTANCE (Ω) 図 36.負荷抵抗対出力電圧振幅 +VS +VS –0.1 –0.2 OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C –0.3 –0.4 +0.4 +0.3 +0.2 –0.6 –0.8 +0.8 +0.6 +0.4 +0.2 +0.1 2 4 6 8 10 12 SUPPLY VOLTAGE (±VS) 14 16 18 –VS 10µ 07036-054 –VS –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C –0.4 8 +VS –0.2 G=1 6 –0.4 –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C –0.6 –0.8 –1.0 –1.2 NONLINEARITY (2ppm/DIV) OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES 10M 図 37.出力電流対出力電圧振幅、G = 1 図 34.電源電圧対出力電圧振幅、RL = 10 kΩ +1.2 +1.0 +0.8 4 2 0 –2 –4 +0.6 –6 +0.4 –VS 2 4 6 8 10 12 SUPPLY VOLTAGE (±VS) 14 16 18 07036-055 +0.2 –8 –10 –8 –6 –4 –2 0 2 4 OUTPUT VOLTAGE (V) 6 図 38.ゲイン非直線性、G = 1、RL ≥ 2 kΩ 図 35.電源電圧対出力電圧振幅、RL = 2 kΩ Rev. A 100µ 1M OUTPUT CURRENT (A) - 14/25 - 8 10 07036-019 OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES 図 33.電源電圧対入力電圧制限値 –0.2 100k 07036-056 2 07036-057 –0.8 07036-053 –0.6 AD8226 8 1k G = 10 NONLINEARITY (2ppm/DIV) 6 2 0 –2 GAIN = 1 100 GAIN = 10 –4 GAIN = 100 –6 GAIN = 1000 –8 –6 –4 –2 0 2 4 OUTPUT VOLTAGE (V) 6 8 10 10 07036-020 –8 –10 1 図 39.ゲイン非直線性、G = 10、RL ≥ 2 kΩ 10 BANDWIDTH LIMITED 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 07036-023 NOISE (nV/ Hz) 4 図 42.電圧ノイズ・スペクトル密度の周波数特性 80 G = 100 GAIN = 1000, 200nV/DIV 40 20 GAIN = 1, 1µV/DIV 0 –20 –40 –60 –8 –6 –4 –2 0 2 4 OUTPUT VOLTAGE (V) 6 8 10 07036-021 1s/DIV –80 –10 07036-024 NONLINEARITY (20ppm/DIV) 60 図 43.0.1 Hz~10 Hz での RTI 電圧ノイズ、G = 1、G = 1000 図 40.ゲイン非直線性、G = 100、RL ≥ 2 kΩ 1k 800 G = 1000 400 NOISE (fA/ Hz) NONLINEARITY (100ppm/DIV) 600 200 0 100 –200 –400 –8 –6 –4 –2 0 2 4 OUTPUT VOLTAGE (V) 6 8 10 07036-022 10 –800 –10 1 10 100 FREQUENCY (Hz) 1k 図 44.電流ノイズ・スペクトル密度の周波数特性 図 41.ゲイン非直線性、G = 1000、RL ≥ 2 kΩ Rev. A - 15/25 - 10k 07036-058 –600 AD8226 5V/DIV 15.46μs TO 0.01% 17.68µs TO 0.001% 1s/DIV 40µs/DIV 図 45.0.1 Hz~10 Hz での電流ノイズ 07036-061 1.5pA/DIV 07036-025 0.002%/DIV 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 30 27 VS = ±15V OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 24 21 5V/DIV 18 39.64μs TO 0.01% 58.04µs TO 0.001% 15 12 VS = +5V 07036-059 6 3 0 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 100µs/DIV 07036-062 0.002%/DIV 9 1M 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 図 46.大信号周波数応答 5V/DIV 5V/DIV 349.6μs TO 0.01% 529.6µs TO 0.001% 25.38μs TO 0.01% 26.02µs TO 0.001% 0.002%/DIV 400µs/DIV 07036-060 40µs/DIV 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 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 Rev. A 07036-063 0.002%/DIV - 16/25 - 20mV/DIV 20mV/DIV 4µs/DIV 図 53.小信号応答、G = 100、RL = 10 kΩ、CL = 100 pF 07036-027 図 51.小信号応答、G = 1、RL = 10 kΩ、CL = 100 pF 20mV/DIV 図 52.小信号応答、G = 10、RL = 10 kΩ、CL = 100 pF Rev. A 20µs/DIV 07036-028 4µs/DIV 100µs/DIV 07036-029 20mV/DIV 07036-026 AD8226 図 54.小信号応答、G = 1000、RL = 10 kΩ、CL = 100 pF - 17/25 - AD8226 340 SUPPLY CURRENT (µA) 330 NO LOAD RL = 47pF RL = 100pF RL = 147pF 320 310 4µs/DIV 290 0 2 4 6 8 10 12 SUPPLY VOLTAGE (±VS) 図 55.様々な容量負荷での小信号応答、G = 1、RL = ∞ 図 57.電源電圧対電源電流 60 SETTLING TIME (µs) 50 40 30 SETTLED TO 0.001% 20 SETTLED TO 0.01% 07036-064 10 0 2 4 6 8 10 12 STEP SIZE (V) 14 16 18 20 図 56.ステップ・サイズ対セトリング・タイム、VS = ±15 V 両電源 Rev. A - 18/25 - 14 16 18 07036-066 20mV/DIV 07036-030 300 AD8226 動作原理 +VS +VS RG NODE 3 NODE 4 –VS –VS R1 24.7kΩ R3 50kΩ R2 24.7kΩ +VS R4 50kΩ NODE 2 +IN ESD AND OVERVOLTAGE PROTECTION Q1 R5 50kΩ A1 A2 VOUT A3 NODE 1 ESD AND OVERVOLTAGE PROTECTION Q2 +VS –VS R6 50kΩ REF –IN –VS VBIAS RB –VS DIFFERENCE AMPLIFIER STAGE GAIN STAGE 07036-003 RB 図 58.簡略化した回路図 アーキテクチャ ゲインの選択 AD8226 は従来型 3 オペアンプ構成を採用しています。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 58 に、AD8226 の簡略化した回路図を示します。 RGピン間に抵抗を接続すると、AD8226 のゲインが設定されま す。ゲインは、表 7 からまたは次式を使って求めることができ ます。 初段ステージの動作は次のようになります。すなわち、バイア ス抵抗 RB の電圧を一定に維持するため、A1 はノード 3 を一定 のダイオード電圧降下値(正入力電圧より上)に維持します。同 様に、A2 はノード 4 を一定のダイオード電圧降下値(負入力電 圧より上)に維持します。このようにして、差動入力電圧の増幅 値がゲイン設定抵抗 RG の両端に加えられます。この抵抗を流れ る電流は抵抗 R1 と R2 にも流れるため、A2 出力と A1 出力との 間に増幅された差動信号が現れます。増幅された差動信号の他 に、元の同相モード信号とシフトされたダイオード電圧降下も 存在していることに注意してください。 2 段目ステージは、A3 と 4 本の 50 kΩ 抵抗で構成されたディフ ァレンス・アンプです。このステージは、増幅された差動信号 から同相モード信号を除去するために設けてあります。 AD8226 の伝達関数は次式で表されます。 VOUT = G(VIN+ − VIN−) + VREF 49.4 kΩ G 1 表 7.1%抵抗を使った場合のゲイン 1% Standard Table Value of RG (Ω) Calculated Gain 49.9 k 12.4 k 5.49 k 2.61 k 1.00 k 499 249 100 49.9 1.990 4.984 9.998 19.93 50.40 100.0 199.4 495.0 991.0 ゲイン抵抗を使わない場合は、AD8226 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 抵抗の偏差とゲイン・ドリフトを AD8226 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。 ここで、 G 1 RG 49.4 kΩ RG ゲイン= 5 で、かつゲイン・ドリフトが小さいことが重要な場合 には、AD8227 の採用をご検討ください。AD8227 のデフォル ト・ゲインは 5 で、内部抵抗により設定されています。すべて の抵抗が内蔵されているため、ゲイン・ドリフトは極めて小さ くなっています(5 ppm/°C以下)。 Rev. A - 19/25 - AD8226 リファレンス・ピン (VDIFF )(G) VCM VREF 2 VS VREF _ LIMIT 2 (3) AD8226 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。これは、出力信号を正確に電源の中心レベル にオフセットさせる必要がある場合に便利です。例えば、電圧 源を REF ピンに接続して、AD8226 から単電源 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。 Temperature V−LIMIT V+LIMIT VREF_LIMIT 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 2 Ω以下にする必要があります。図 58 に示すように、 REFピンは 50 kΩ抵抗の片側端子に接続されています。REFピン にインピーダンスを追加接続すると、この 50 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。追加さ れたRREFによる増幅率は、2(50 kΩ + RREF)/(100 kΩ + RREF)により 計算されます。 −40°C +25°C +85°C +125°C −0.55 V −0.35 V −0.15 V −0.05 V 0.8 V 0.7 V 0.65 V 0.6 V 1.3 V 1.15 V 1.05 V 0.9 V 温度性能 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。 REF 最適性能のための推奨事項 CORRECT AD8226 一般的なデバイスは、このセクションに記載する限界まで機能 しますが、最適性能を得るためには、数百 mv の余裕を持つよ うにデザインすることが推奨されます。信号が限界に近づくと、 内部トランジスタの飽和が始まり、周波数と直線性の性能に影 響を与えます。 AD8226 REF V V アプリケーション条件が限界を超える場合には、1 つのソリュ ーションとしては、AD8226 のゲインを小さくして、シグナ ル・チェーンの後段でゲインを増やす方法があります。もう 1 つのオプションはピン・コンパチブルな AD8227 を使用するこ とです。 + 07036-004 OP1177 – 図 59.リファレンス電圧ピンの駆動 レイアウト 入力電圧範囲 図 9 ~図 15 および 図 18 に、種々の出力電圧と電源電圧に対す る同相モード入力の許容電圧範囲を示します。AD8226 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 58 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ていない場合でも、この組み合わせの信 号が電圧電源により制限されることがあります。 大部分のアプリケーションに対して、図 9~図 15 および 図 18 は、 優れたデザインを実現するための十分な情報を提供します。さ らに詳しい理解が必要なアプリケーションに対しては、式 1~ 式 3 を使うと、ゲイン (G)、同相モード入力電圧(VCM)、差動入 力電圧(VDIFF)、リファレンス電圧(VREF)との間の関係を理解するこ とができます。V−LIMIT、V+LIMIT、VREF_LIMITの値を 表 8 に示します。 これら 3 つの式と、表 2 と 表 3 に示す入力範囲仕様と出力範囲 仕様によって、デバイスの動作限界が決定されます。 VCM (VDIFF )(G) V S VLIMIT 2 (1) VCM (VDIFF )(G) VS V LIMIT 2 (2) Rev. A 同相モード入力範囲は、温度とともに上にシフトします。低温 では、デバイスの正電源のヘッドルームが大きくなり、負電源 付近の動作に余裕が生じます。逆に、高温では正電源のヘッド ルームが小さくて済みますが、負電源付近の入力電圧はワース トケース状態になります。 - 20/25 - PCB レベルで AD8226 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。AD8226 ピンは、 このために論理的に配置されています。 –IN 1 8 +VS RG 2 7 VOUT RG 3 6 REF +IN 4 AD8226 5 –VS TOP VIEW (Not to Scale) 図 60.ピン配置図 07036-005 INCORRECT 表 8.様々な温度での入力電圧範囲定数 AD8226 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。 入力バイアス電流のリターン・パス AD8226 の入力バイアス電流には、グラウンドへのリターン・ パスが必要です。熱電対のように信号源にリターン電流パスが ない場合には、図 62 に示すように設ける必要があります。 INCORRECT CORRECT +VS ゲイン設定ピンの寄生容量も、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。 +VS AD8226 AD8226 REF 電源 REF –VS 安定なDC電圧を使って、計装アンプに電源を供給する必要があ ります。電源ピンのノイズは性能に悪影響を与えることに注意 してください。PSRR性能カーブの詳細については、図 23 と 図 24 を参照してください。 –VS TRANSFORMER TRANSFORMER +VS 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。図 61 に示すように、10μFのタンタル・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。 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 AD8226 AD8226 REF REF 10MΩ –VS +VS –VS THERMOCOUPLE 0.1µF 10µF THERMOCOUPLE +VS +IN +VS C AD8226 C REF R 1 fHIGH-PASS = 2πRC AD8226 LOAD –IN C VOUT REF AD8226 C REF 10µF –VS –VS 07036-006 0.1µF CAPACITIVELY COUPLED 図 62.IBIAS パスの構成 図 61.電源デカップリング、REF ローカル・グラウンド基準の出力 リファレンス AD8226 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 を適切な最寄りのグラウンドに接続する ように注意してください。 Rev. A –VS CAPACITIVELY COUPLED - 21/25 - 07036-007 R AD8226 入力保護 +VS AD8226 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。AD8226 のすべてのピンは、ESD に対して保護されています。 AD8226 に許容限界を超える電圧が入力されるアプリケーショ ンの場合には、外付け電流制限抵抗と、BAV199L、FJH1100、 または SP720 のようなローリーク・ダイオード・クランプを使 う必要があります。 無線周波数干渉(RFI) アンプが強いRF信号が存在するアプリケーションで使われる場 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 63 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。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。 FilterFrequency DIFF FilterFrequency CM 1 2πR(2C D C C ) 1 2πRC C ここで、CD 10 CC。 Rev. A - 22/25 - 0.1µF 10µF CC 1nF R +IN 4.02kΩ CD 10nF VOUT AD8226 RG R REF –IN 4.02kΩ CC 1nF 0.1µF 10µF –VS 07036-008 AD8226 は非常に強固な入力を持っているため、一般に入力保 護機能の追加は不要です。入力電圧は、反対側電源レールから 最大 40 Vまで可能です。例えば、+5 V正電源と−8 V負電源の場 合、デバイスは−35 Vから 32 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。図 16、図 17、図 19、図 20 に、過電圧状態で のデバイス動作を示します。 図 63.RFI の除去 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、AD8226 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。 AD8226 アプリケーション情報 最適差動出力性能を得るためのアドバイス 差動駆動 最適AC性能を得るためには、少なくとも 2 MHzのゲイン帯域幅 と 1 V/µsのスルーレートを持つオペアンプの使用が推奨されます。 オペアンプとしては、AD8641、AD8515、AD820 の使用が推奨 されます。 +IN AD8226 +OUT –IN R R 抵抗とオペアンプ反転端子との間のパターン長をできるだけ短 くしてください。このノードの容量が大きいと、回路が不安定 になることがあります。容量を小さくできない場合は、小さい 値の抵抗を使用してください。 VBIAS + – OP AMP –OUT RECOMMENDED OP AMPS: AD8515, AD8641, AD820. RECOMMENDED R VALUES: 5kΩ to 20kΩ. 最適な直線性とAC性能を得るためには、最小の正電源電圧 (+VS)が必要です。表 9 に、最適性能を得るために必要な最小電 源電圧を示します。このモードでは、VCM_MAXはAD8226 入力で 期待される最大同相モード電圧を表しています。 07036-009 REF 表 9.最小正電源電圧 図 64.オペアンプを使用した差動出力 図 64 に、AD8226 に差動信号を出力させる方法を示します。 差動出力は、次式で決定されます。 VDIFF_OUT = VOUT+ − VOUT− =ゲイン× (VIN+ − VIN−) 同相モード出力は、次式で決定されます。 VCM_OUT = (VOUT+ − VOUT−)/2= VBIAS この回路の利点は、DC 差動精度がオペアンプまたは抵抗に依存 するのではなく AD8226 に依存することです。さらに、この回 路では、AD8226 がリファレンス電圧を基準とする出力電圧とな るように正確に制御しています。オペアンプの DC 性能と抵抗一 致度により DC 同相モード出力精度が影響を受けますが、この ような誤差はシグナル・チェーン内の次のデバイスで除去され るため、一般に全体システム精度には影響がありません。 Rev. A - 23/25 - Temperature Equation Less than −10°C −10°C to 25°C More than 25°C +VS > (VCM_MAX + VBIAS)/2 + 1.4 V +VS > (VCM_MAX + VBIAS)/2 + 1.25 V +VS > (VCM_MAX + VBIAS)/2 + 1.1 V AD8226 このタイプのアーキテクチャでは一般に、正しく動作するため に、ADCとアンプとの間にRCバッファ・ステージが必要です。 高精度ストレイン・ゲージ AD8226 は低いオフセットと広範囲な周波数で高いCMRRを持つ ため、ブリッジ計測に対して優れた候補になっています。図 65 に示すように、ブリッジをアンプ入力に直接接続することがで きます。 オプション 1 に、電荷サンプリング ADC の駆動に必要な最小構 成を示します。コンデンサは ADC サンプリング・コンデンサに 対して電荷を供給し、抵抗は AD8226 を容量からシールドしま す。AD8226 を安定にするためには、抵抗とコンデンサの RC 時 定数はほぼ 5 µs を維持する必要があります。この回路は主に低 い周波数の信号に有効です。 5V 10µF +IN 350Ω オプション 2 に、高速信号を駆動する回路を示します。比較的広 い帯域幅と出力駆動能力を持つ高精度オペアンプ(AD8616)を使用 しています。このアンプは、はるかに大きい時定数の抵抗とコン デンサを駆動することができるため、高い周波数のアプリケーシ ョンに適しています。 350Ω 350Ω + AD8226 RG – –IN 2.5V 07036-010 350Ω 0.1µF オプション 3 は、AD8226 が高い電圧電源で動作する必要があり、 かつ単電源ADCを駆動する必要があるアプリケーションで有効 です。通常の動作では、AD8226 出力はADC範囲内にあり、 AD8616 は単純にそれをバッファするだけですが、故障状態では、 AD8226 出力が AD8616 とADCの電源範囲の外側に出てしまうこ とがあります。このことはこの回路では問題になりません。こ れは、2 つのアンプの間の 10 kΩ抵抗により、AD8616 へ流れる 電流が安全なレベルに制限されるためです。 図 65.高精度ストレイン・ゲージ ADCの駆動 図 66 に、ADC駆動の幾つかの方法を示します。この例では ADuC7026 マイクロコントローラを選択していますが、これは現 代の大部分のADCで一般的な、バッファなしの電荷サンプリン グ・アーキテクチャを採用したADCを内蔵しているためです。 3.3V OPTION 1: DRIVING LOW FREQUENCY SIGNALS AD8226 3.3V AVDD ADC0 100Ω REF 3.3V 100nF ADuC7026 OPTION 2: DRIVING HIGH FREQUENCY SIGNALS 3.3V AD8226 REF AD8616 10Ω ADC1 10nF +15V OPTION 3: PROTECTING ADC FROM LARGE VOLTAGES 3.3V REF AD8616 10Ω ADC2 10nF –15V 図 66.ADC の駆動 Rev. A - 24/25 - AGND 07036-065 AD8226 10kΩ AD8226 外形寸法 3.20 3.00 2.80 8 3.20 3.00 2.80 5.15 4.90 4.65 5 1 4 PIN 1 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75 0.15 0.00 1.10 MAX 0.38 0.22 COPLANARITY 0.10 0.80 0.60 0.40 8° 0° 0.23 0.08 SEATING PLANE COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 図 67. 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 5.00 (0.1968) 4.80 (0.1890) 8 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-A A 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 4.00 (0.1574) 3.80 (0.1497) 図 68. 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 Model Temperature Range Package Description Package Option Branding AD8226ARMZ1 AD8226ARMZ-RL1 AD8226ARMZ-R71 AD8226ARZ1 AD8226ARZ-RL1 AD8226ARZ-R71 AD8226BRMZ1 AD8226BRMZ-RL1 AD8226BRMZ-R71 AD8226BRZ1 AD8226BRZ-RL1 AD8226BRZ-R71 −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP, 13" Tape and Reel 8-Lead MSOP, 7" Tape and Reel 8-Lead SOIC_N 8-Lead SOIC_N, 13" Tape and Reel 8-Lead SOIC_N, 7" Tape and Reel 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP, 13" Tape and Reel 8-Lead MSOP, 7" Tape and Reel 8-Lead SOIC_N 8-Lead SOIC_N, 13" Tape and Reel 8-Lead SOIC_N, 7" Tape and Reel RM-8 RM-8 RM-8 R-8 R-8 R-8 RM-8 RM-8 RM-8 R-8 R-8 R-8 Y18 Y18 Y18 1 Z = RoHS 準拠製品 Rev. A - 25/25 - Y19 Y19 Y19