宽电源电压范围、 轨到轨输出仪表放大器 AD8426 特性 应用 工业过程控制 桥式放大器 医疗仪器 便携式数据采集 多通道系统 –VS OUT2 OUT1 +VS 连接图 16 15 14 13 AD8426 10 RG2 +IN1 4 9 6 7 8 +IN2 09490-001 5 –VS 11 RG2 RG1 3 REF2 12 –IN2 RG1 2 +VS –IN1 1 REF1 双通道，采用4 mm × 4 mm小型LFCSP封装 LFCSP封装无金属焊盘 更多走线空间 无电流泄露至焊盘 通过一个外部电阻设置增益 增益范围：1至1000 输入电压可低至地电压以下 输入受到保护，可高于电源电压 极宽电源电压范围： 单电源：2.2 V至36 V 双电源：±1.35 V至±18 V 带宽(G = 1)： 1 MHz 共模抑制比(G = 1)：80 dB(最小值) 输入噪声：24 nV/√Hz 电源电流典型值(每个放大器)： 350 μA 额定温度范围：−40℃至+125℃ 图1. 表1. 仪表放大器分类1 通用 AD8220 AD8221 AD8222 AD8224 AD8228 AD8295 1 零漂移 AD8231 AD8290 AD8293 AD8553 AD8556 AD8557 军用级 AD620 AD621 AD524 AD526 AD624 低功耗 AD627 AD623 AD8235 AD8236 AD8426 AD8226 AD8227 高速PGA AD8250 AD8251 AD8253 欲了解最新的仪表放大器，请访问www.analog.com。 概述 AD8426是一款双通道、低成本、宽电源电压范围仪表放大 AD8426的设计利于更简单高效地进行PCB走线。两个放大 器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至 器的合理放置使得典型应用电路的走线更短，通孔更少。 1000。 不同于大多数芯片级封装，AD8426底部没有裸露的金属焊 适合各种不同的信号电压。宽输入范围和轨到轨输出使信 号可充分利用供电轨。由于输入范围也可以降至负电源电 盘，免除了额外的走线和过孔空间。AD8426在典型MSOP 封装的同等电路板空间内提供了两个放大器。 压以下，因此无需双电源便可放大接近地电压的小信号。 AD8426非常适合多通道、空间受限的工业应用。与其它低 该器件采用±1.35 V至±18 V的双电源供电或2.2 V至36 V单电 成本、低功耗仪表放大器不同，该器件的最小增益为1， 源供电。 并且可以轻松处理±10 V信号。节省空间的LFCSP封装和125°C 鲁棒的AD8426输入设计用于与实际传感器相连。除具有宽 工作电压范围外，它还能处理超出供电轨的电压。例如， 额定温度使它在高度紧凑、密不透风的设计中大有可为。 AD8226是AD8426的单通道版本。 采用±5 V电源供电时，输入端的电压即使达到±35 V也保证 不会损坏该器件。最小及最大输入偏置电流特性有利于开 路故障检测。 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 ©2011 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。 AD8426 目录 特性 .................................................................................................. 1 增益选择 ................................................................................... 21 应用 .................................................................................................. 1 基准引脚 ................................................................................... 22 连接图 ............................................................................................. 1 输入电压范围 .......................................................................... 22 概述 .................................................................................................. 1 布局 ............................................................................................ 23 修订历史 ......................................................................................... 2 输入偏置电流返回路径 ........................................................ 24 技术规格 ......................................................................................... 3 输入保护 ................................................................................... 24 双电源供电 ................................................................................ 3 射频干扰(RFI) .......................................................................... 24 单电源供电 ................................................................................ 6 应用信息 ....................................................................................... 25 绝对最大额定值 ............................................................................ 9 精密应变计 .............................................................................. 25 热阻 ............................................................................................. 9 差分驱动 ................................................................................... 25 ESD警告 ...................................................................................... 9 驱动电缆 ................................................................................... 26 引脚配置和功能描述 ................................................................. 10 驱动ADC .................................................................................. 27 典型性能参数 ............................................................................... 11 外形尺寸 ....................................................................................... 28 工作原理 ....................................................................................... 21 订购指南 ................................................................................... 28 架构 ........................................................................................... 21 修订历史 2011年7月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 28 AD8426 技术规格 双电源供电 除非另有说明，+VS = +15 V，−VS = −15 V，VREF = 0 V，TA = 25°C，G = 1，RL = 10 kΩ，所有规格均折合到输入端。 表2. 参数 共模抑制比(CMRR) RATIO (CMRR) DC至60 Hz时的CMRR G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 5 kHz时的CMRR G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 噪声 电压噪声 输入电压噪声，eNI 输出电压噪声，eNO RTI噪声 G=1 G = 10 G = 100至1000 电流噪声 失调电压 输入失调，V OSI 平均温度系数 输出失调，VOSO 平均温度系数 折合到输入端的 失调与电源的关系(PSR) G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 输入电流 输入偏置电流 1 平均温度 系数 输入失调电流 平均温度 系数 测试条件/注释 VCM = −10 V至+10 V 最小值 A级 典型值 最大值 最小值 B级 典型值 最大值 单位 80 100 105 105 90 105 110 110 dB dB dB dB 80 90 90 100 80 90 90 100 dB dB dB dB 总噪声： eN = √(eNI2 + (eNO/G)2) f = 1 kHz 24 120 27 125 24 120 27 125 nV/√Hz nV/√Hz f = 0.1 Hz 至10 Hz 2 0.5 0.4 100 3 f = 1 kHz f = 0.1 Hz至10 Hz 总失调电压： VOS = VOSI + (VOSO/G) VS = ±5 V至±15 V TA = −40°C至+125°C VS = ±5 V至±15 V TA = −40°C至+125°C 0.5 2 2 0.5 0.4 100 3 200 2 1000 10 0.5 1 µV p-p µV p-p µV p-p fA/√Hz pA p-p 100 1 500 5 µV µV/°C µV µV/°C VS = ±5 V至±15 V 80 100 105 105 TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C至+125°C TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C至+125°C 5 5 5 90 105 110 110 20 15 30 70 27 25 35 5 5 5 dB dB dB dB 20 15 30 70 1.5 1.5 2 5 Rev. 0 | Page 3 of 28 5 27 25 35 nA nA nA pA/°C 0.5 0.5 0.5 nA nA nA pA/°C AD8426 参数 基准输入 RIN IIN 电压范围 输出基准增益 基准增益误差 增益 增益范围 增益误差 G=1 G = 5至1000 增益非线性度 G = 1至10 G = 100 G = 1000 增益与温度 2 G=1 G>1 INPUT 输入阻抗 差分 共模 输入工作电压 范围 3 输入过压范围 输出 输出摆幅 RL = 2 kΩ接地 RL = 10 kΩ接地 RL = 100 kΩ接地 短路电流 电源 工作范围 静态电流 (每个放大器) 测试条件/注释 最小值 1 2 3 最大值 最小值 −VS B级 典型值 最大值 单位 +VS kΩ µA V V/V % 1000 V/V 0.04 0.3 0.01 0.1 % % 20 75 750 20 75 750 ppm ppm ppm 5 5 −100 1 2 −100 ppm/°C ppm/°C ppm/°C 100 7 100 7 +VS −VS 1 0.01 1 0.01 G = 1 + (49.4 kΩ/RG) 1 1000 1 VOUT ± 10 V VOUT = −10 V至+10 V RL ≥ 2 kΩ RL ≥ 2 kΩ RL ≥ 2 kΩ TA = −40°C至+85°C TA = +85°C至+125°C TA = −40°C至+125°C VS = ±1.35 V至+36 V 0.8||2 0.4||2 TA = +25°C −VS − 0.1 +VS − 0.8 −VS − 0.1 +VS − 0.8 GΩ||pF GΩ||pF V TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C至+125°C −VS − 0.05 −VS − 0.15 +VS − 40 +VS − 0.6 +VS − 0.9 −VS + 40 −VS − 0.05 −VS − 0.15 +VS − 40 +VS − 0.6 +VS − 0.9 −VS + 40 V V V TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C至+125°C −VS + 0.4 −VS + 0.4 −VS + 1.2 −VS + 0.2 −VS + 0.3 −VS + 0.2 −VS + 0.1 +VS − 0.7 +VS − 1.0 +VS − 1.1 +VS − 0.2 +VS − 0.3 +VS − 0.2 +VS − 0.1 −VS + 0.4 −VS + 0.4 −VS + 1.2 −VS + 0.2 −VS + 0.3 −VS + 0.2 −VS + 0.1 +VS − 0.7 +VS − 1.0 +VS − 1.1 +VS − 0.2 +VS − 0.3 +VS − 0.2 +VS − 0.1 V V V V V V V mA 0.8||2 0.4||2 ±18 425 V µA 325 525 600 +125 µA µA µA °C 13 双电源供电 TA = +25°C ±1.35 350 TA = −40°C TA = +85°C TA = +125°C 温度范围 A级 典型值 250 450 525 −40 13 ±18 425 325 525 600 +125 ±1.35 350 250 450 525 −40 输入级用PNP晶体管；因此，输入偏置电流总是流入器件。 G > 1时的额定值不包含外部增益设置电阻RG的影响。 AD8426输入级的输入电压范围。输入范围取决于共模电压、差分电压、增益和基准电压。详情见“输入电压范围”部分。 Rev. 0 | Page 4 of 28 AD8426 动态性能规格 除非另有说明，+VS = +15 V，−VS = −15 V，VREF = 0 V，TA = 25°C，G = 1，RL = 10 kΩ，所有规格均折合到输入端。 表3. 单端输出配置(两款放大器) 参数 动态响应 小信号−3 dB带宽 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 0.01%建立时间 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 压摆率 G=1 G = 5至100 测试条件/注释 最小值 A级 典型值 最大值 最小值 B级 典型值 最大值 单位 1000 160 20 2 1000 160 20 2 kHz kHz kHz kHz 25 15 40 750 25 15 40 750 µs µs µs µs 0.4 0.6 0.4 0.6 V/µs V/µs 10 V阶跃 表4. 差分输出配置 参数 动态响应 小信号−3 dB带宽 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 0.01%建立时间 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 压摆率 G=1 G = 5至100 测试条件/注释 最小值 A级 典型值 最大值 最小值 B级 典型值 最大值 单位 850 300 30 2 850 300 30 2 kHz kHz kHz kHz 25 15 80 300 25 15 80 300 µs µs µs µs 0.4 0.6 0.4 0.6 V/µs V/µs 10 V阶跃 Rev. 0 | Page 5 of 28 AD8426 单电源工作 除非另有说明，+VS = 2.7 V，−VS = 0 V，VREF = 0 V，TA = 25°C，G = 1，RL = 10 kΩ，所有规格均折合到输入端。 表5. 参数 共模抑制比(CMRR) RATIO (CMRR) DC至60 Hz时的CMRR G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 5 kHz时的CMRR G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 噪声 电压噪声 输入电压噪声，eNI 输出电压噪声，e NO RTI噪声 G=1 G = 10 G = 100至1000 电流噪声 失调电压 输入失调，V OSI 平均温度 系数 输出失调，VOSO 平均温度 系数 折合到输入端的失调与 电源的关系(PSR) G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 输入电流 输入偏置电流1 平均温度 系数 输入失调电流 平均温度 系数 测试条件/注释 VCM = 0 V至1.7 V 最小值 A级 典型值 最大值 最小值 B级 典型值 最大值 单位 80 100 105 105 90 105 110 110 dB dB dB dB 80 90 90 100 80 90 90 100 dB dB dB dB 总噪声： eN = √(eNI2 + (eNO/G)2) f = 1 kHz 24 120 27 125 24 120 27 125 nV/√Hz nV/√Hz f = 0.1 Hz至10 Hz 2 0.5 0.4 100 3 f = 1 kHz f = 0.1 Hz至10 Hz 总失调电压： VOS = VOSI + (VOSO/G) 2 0.5 0.4 100 3 µV p-p µV p-p µV p-p fA/√Hz pA p-p TA = −40°C至+125°C 0.5 300 3 0.5 150 1.5 µV µV/°C TA = −40°C至+125°C 2 1000 12 1 500 8 µV µV/°C VS = 2.7 V至36 V 80 100 105 105 TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C至+125°C TA = +25°C TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C至+125°C 5 5 5 90 105 110 110 20 15 30 70 30 28 38 5 5 5 dB dB dB dB 20 15 30 70 2 2 3 5 Rev. 0 | Page 6 of 28 5 30 28 38 nA nA nA pA/°C 1 1 1 nA nA nA pA/°C AD8426 参数 基准输入 RIN IIN 电压范围 输出基准增益 基准增益误差 增益 增益范围 增益误差 G=1 G = 5至1000 增益与温度 2 G=1 G>1 输入 输入阻抗 差分 共模 输入工作电压 范围 3 输入过压范围 输出 输出摆幅 RL = 10 kΩ至1.35 V 短路电流 电源 工作范围 静态电流 (每个放大器) 测试条件/注释 最小值 1 2 3 最大值 最小值 100 7 −VS B级 典型值 最大值 单位 +VS kΩ µA V V/V % 1000 V/V 100 7 +VS −VS 1 0.01 1 0.01 G = 1 + (49.4 kΩ/RG) 1 1000 1 VOUT = 0.8 V至1.8 V VOUT = 0.2 V至2.5 V 0.05 0.3 0.05 0.1 % % TA = −40°C至+85°C TA = +85°C至+125°C TA = −40°C至+125°C −VS = 0 V, +VS = 2.7 V 至36 V 5 5 −100 1 2 −100 ppm/°C ppm/°C ppm/°C 0.8||2 0.4||2 TA = +25°C −0.1 +VS − 0.7 −0.1 +VS − 0.7 GΩ||pF GΩ||pF V TA = +125°C TA = −40°C TA = −40°C至+125°C −0.05 −0.15 +VS − 40 +VS − 0.6 +VS − 0.9 −VS + 40 −0.05 −0.15 +VS − 40 +VS − 0.6 +VS − 0.9 −VS + 40 V V V TA = −40°C至+125°C 0.1 0.8||2 0.4||2 +VS − 0.1 0.1 +VS − 0.1 V mA 36 V 400 325 500 550 +125 µA µA µA µA °C 13 单电源供电 −VS = 0 V, +VS = 2.7 V 2.2 TA = +25°C TA = −40°C TA = +85°C TA = +125°C 温度范围 A级 典型值 13 36 325 250 425 475 −40 400 325 500 550 +125 2.2 325 250 425 475 −40 输入级用PNP晶体管；因此，输入偏置电流总是流入器件。 G > 1时的额定值不包含外部增益设置电阻RG的影响。 AD8426输入级的输入电压范围。输入范围取决于共模电压、差分电压、增益和基准电压。详情见“输入电压范围”部分。 Rev. 0 | Page 7 of 28 AD8426 动态性能规格 除非另有说明，+VS = 2.7 V，−VS = 0 V，VREF = 0 V，TA = 25°C，G = 1，RL = 10 kΩ，所有规格均折合到输入端。 表6. 单端输出配置(两款放大器) 参数 动态响应 小信号−3 dB带宽 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 0.01%建立时间 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 压摆率 G=1 G = 5至100 测试条件/注释 最小值 A级 典型值 最大值 最小值 B级 典型值 最大值 单位 1000 160 20 2 1000 160 20 2 kHz kHz kHz kHz 6 6 35 750 6 6 35 750 µs µs µs µs 0.4 0.6 0.4 0.6 V/µs V/µs 2 V阶跃 表7. 差分输出配置 参数 动态响应 小信号−3 dB带宽 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 0.01%建立时间 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 压摆率 G=1 G = 5至100 测试条件/注释 最小值 A级 典型值 最大值 最小值 B级 典型值 最大值 单位 850 300 30 2 850 300 30 2 kHz kHz kHz kHz 25 15 80 300 25 15 80 300 µs µs µs µs 0.4 0.6 0.4 0.6 V/µs V/µs 2 V阶跃 Rev. 0 | Page 8 of 28 AD8426 绝对最大额定值 热阻 表8. 参数 电源电压 输出短路电流 在−Inx或+INx的最大电压 在−Inx或+INx的最小电压 REFx电压 存储温度范围 额定温度范围 最高结温 ESD 人体模型 充电器件模型 机器放电模型 表9中的θJA值的假设前提是一个密封型4层JEDEC标准板。 额定值 ±18 V 不定 −VS + 40 V +VS − 40 V ±VS −65°C至+150°C −40°C至+125°C 130°C 表9. 封装 16引脚 LFCSP (CP-16-19) θJA 86 单位 °C/W ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放 电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇 到高能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采 取适当的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功 能丧失。 1.5 kV 1.5 kV 100 V 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能 够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器 件的可靠性。 Rev. 0 | Page 9 of 28 AD8426 –VS OUT2 OUT1 +VS 引脚配置和功能描述 16 15 14 13 AD8426 9 6 7 8 图2. 引脚配置 表10. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 引脚名称 −IN1 RG1 RG1 +IN1 +VS REF1 REF2 −VS +IN2 RG2 RG2 −IN2 −VS OUT2 OUT1 +VS 描述 负输入端，仪表放大器1 增益设置电阻引脚，仪表放大器1 增益设置电阻引脚，仪表放大器1 正输入端，仪表放大器1 正电源 基准电压调整，仪表放大器1 基准电压调整，仪表放大器2 负电源 正输入端，仪表放大器2 增益设置电阻引脚，仪表放大器2 增益设置电阻引脚，仪表放大器2 负输入端，仪表放大器2 负电源 输出端，仪表放大器2 输出端，仪表放大器1 正电源 Rev. 0 | Page 10 of 28 +IN2 09490-002 5 –VS 10 RG2 +IN1 4 REF2 11 RG2 RG1 3 +VS 12 –IN2 RG1 2 REF1 –IN1 1 AD8426 典型性能参数 除非另有说明，TA = 25°C，VS = ±15 V，RL = 10 kΩ。 IN-AMP 1 IN-AMP 2 60 IN-AMP 1 IN-AMP 2 40 50 30 HITS HITS 40 30 20 20 10 –100 –50 0 50 100 CMRR (µV/V) 0 09490-303 0 –21 –20 图3. CMRR典型分布图(G = 1) 50 –18 –17 图6. 输入偏置电流的典型分布图(反相输入) IN-AMP 1 IN-AMP 2 IN-AMP 1 IN-AMP 2 50 40 40 30 20 20 10 10 0 –100 –50 0 50 100 VOSI (µV) –21 09490-304 0 –19 –18 –17 IBIAS (nA) 图4. 输入失调电压的典型分布图 60 –20 09490-307 HITS HITS 30 图7. 输入偏置电流的典型分布图(同相输入) IN-AMP 1 IN-AMP 2 70 60 40 50 HITS 50 30 IN-AMP 1 IN-AMP 2 40 30 20 20 10 0 –600 –400 –200 0 200 VOSO (µV) 400 600 0 –0.010 –0.005 0 GAIN ERROR (%) 0.005 图8. 增益误差的典型分布图 (G = 1) 图5. 输出失调电压的典型分布图 Rev. 0 | Page 11 of 28 0.010 09490-308 10 09490-305 HITS –19 IBIAS (nA) 09490-306 10 AD8426 2.5 1.5 +2.61V, +1.13V +0.01V, +1.28V 1.0 VREF = 0V +2.17V, +0.90V 0.5 +2.61V, +0.37V +0.01V, +0.31V 0 –0.5 +1.35V, –0.41V 0.00V, –0.45V –1.0 –0.5 0 0.5 2.0 1.0 1.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 2.5 3.0 2.0 +0.01V, +1.90V 1.5 +2.60V, +1.11V +0.01V, +1.19V 1.0 VREF = 0V +0.01V, +0.05V 0 +2.61V, +0.08V –0.5 +0.01V, –0.40V –1.0 –0.5 0 +1.35V, –0.55V 0.5 2.0 1.0 1.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 2.5 3.0 图12. 输入共模电压与输出电压的关系 (单电源供电，VS = 2.7 V，G = 100) 5 5 +2.50V, +4.25V 4 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) VREF = +2.5V +4.90V, +3.03V +0.02V, +2.95V VREF = 0V 2 1 +4.64V, +2.03V +0.01V, +0.87V +4.90V, +0.82V 0 0 +4.90V, +3.02V 3 +0.02V, +2.89V 2 VREF = 0V +4.77V, +1.71V 1 +0.01V, +0.69V +4.90V, +0.54V 0 +2.50V, –0.40V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 图10. 输入共模电压与输出电压的关系 (单电源供电，VS = 5 V，G = 1) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 4.5 5.0 5.5 图13. 输入共模电压与输出电压的关系 (单电源供电，VS = 5 V，G = 100) 6 6 0V, +4.24V INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 0V, +4.25V 4 2 +4.87V, +1.79V –4.93V, +1.77V 0 –2 +4.90V, –2.84V –4.93V, –2.83V –4 0V, –5.30V –4 –2 0 2 OUTPUT VOLTAGE (V) 4 6 4 2 图11. 输入共模电压与输出电压的关系 (双电源供电，VS = ±5 V，G = 1) –4.93V, +1.74V +4.90V, +1.76V –4.93V, –3.15V +4.90V, –3.18V 0 –2 –4 –6 09490-105 –6 –6 +2.49V, –0.30V +0.01V, –0.40V –1 –0.5 09490-104 +0.01V, –0.30V –1 –0.5 4 –0.01V, –5.30V –6 –4 –2 0 2 OUTPUT VOLTAGE (V) 4 图14. 输入共模电压与输出电压的关系 (双电源供电，VS = ±5 V，G = 100) Rev. 0 | Page 12 of 28 6 09490-108 3 VREF = +2.50V +2.49V, +4.25V +0.02V, +4.20V 09490-107 +0.02V, +4.25V INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) +2.46V, +0.72V 0.5 图9. 输入共模电压与输出电压的关系 (单电源供电，VS = 2.7 V，G = 1) INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) VREF = +1.35V +1.35V, +1.94V 09490-106 VREF = +1.35V +1.35V, +1.95V INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) +0.01V, +1.90V 2.0 09490-103 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 2.5 AD8426 20 20 +11.8V, –6.5V 0V, –12.3V –10 –14.9V, –7.6V +14.8V, –7.9V –15 5 –11.9V, +5.22V 0 –10 –5 0 +14.8V, –8.18V –14.9V, –8.09V –15 –0.01V, –15.3V 5 10 15 20 OUTPUT VOLTAGE (V) –20 –20 2.75 0.3 2.00 0.1 1.25 0 1.00 –0.1 0.75 –0.2 IIN –0.3 OUTPUT VOLTAGE (V) 1.50 INPUT CURRENT (mA) 0.2 5 10 15 20 0.6 0.5 0.4 VOUT 0.3 1.75 0.2 1.50 0.1 1.25 0 1.00 –0.1 –0.2 0.75 0.50 IIN –0.3 –0.4 0.25 –0.4 0 –0.5 0 –0.5 –0.25 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 –0.6 10 15 20 25 30 35 40 INPUT VOLTAGE (V) –0.25 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 –0.7 –0.8 10 15 20 25 30 35 40 INPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 –0.6 INPUT CURRENT (mA) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 VOUT 5 –0.6 10 15 20 25 30 35 40 图19. 输入过压性能 (单电源供电，VS = 2.7 V，G = 100) 09490-111 16 VS = ±15V 14 G=1 12 –V = 0V IN 10 8 6 4 2 IIN 0 –2 –4 –6 –8 –10 –12 –14 –16 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 INPUT VOLTAGE (V) 图16. 输入过压性能 (单电源供电，VS = 2.7 V，G = 1) OUTPUT VOLTAGE (V) 0 0.25 09490-110 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.4 VS = 2.7V 2.50 G = 100 –VIN = 0V 2.25 1.75 0.50 –5 2.75 0.5 VOUT –10 图18. 输入共模电压与输出电压的关系 (双电源供电，VS = ±15 V且VS = ±12 V，G = 100) 0.6 2.00 –15 OUTPUT VOLTAGE (V) 图15. 输入共模电压与输出电压的关系 (双电源供电，VS = ±15 V且VS = ±12 V，G = 1) VS = 2.7V 2.50 G = 1 –VIN = 0V 2.25 +11.8V, –6.63V –0.01V, –12.3V –10 09490-109 –15 +11.8V, +5.25V –11.9V, –6.71V –5 0V, –15.3V –20 –20 VS = ±12V 09490-112 –11.9V, –6.0V –5 +11.9V, +5.3V 0V, +11.2V INPUT CURRENT (mA) 0 VS = ±12V +14.8V, +6.64V –14.9V, +6.61V 09490-113 –11.9V, +5.2V 10 图17. 输入过压性能 (双电源供电，VS = ±15 V，G = 1) 16 VS = ±15V 14 G = 100 12 –V = 0V IN VOUT 10 8 6 4 2 0 –2 IIN –4 –6 –8 –10 –12 –14 –16 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 –0.6 5 –0.7 –0.8 10 15 20 25 30 35 40 INPUT VOLTAGE (V) 图20. 输入过压性能 (双电源供电，VS = ±15 V，G = 100) Rev. 0 | Page 13 of 28 INPUT CURRENT (mA) 5 +14.8V, +6.8V 0V, +11.2V 09490-114 10 –14.9V, +6.7V VS = ±15V 0V, +14.1V 15 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 0V, +14.2V 15 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) VS = ±15V AD8426 50 30 45 40 INPUT BIAS CURRENT (nA) INPUT BIAS CURRENT (nA) 28 26 –0.12V 24 +4.22V 22 20 35 –15.1V 30 25 20 +14.1V 15 10 5 18 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 09490-115 0 –5 –16 140 GAIN = 100 GAIN = 1 80 60 16 60 20 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 1M 0 0.1 09490-322 1 GAIN = 1000 80 20 0 0.1 1 10 图22. 正PSRR与频率的关系，RTI 70 10k 100k 1M 70 VS = ±15V GAIN = 1000 100 1k FREQUENCY (Hz) 图25. 负PSRR与频率的关系 60 50 GAIN = 1000 50 GAIN = 100 40 GAIN (dB) 30 GAIN = 10 10 GAIN = 1 GAIN = 100 30 20 GAIN = 10 10 0 –10 GAIN = 1 –30 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 图23. 增益与频率的关系(双电源供电，VS = ±15 V) –20 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 图26. 增益与频率的关系(单电源供电，VS = 2.7 V) Rev. 0 | Page 14 of 28 10M 09490-326 –10 –20 09490-323 GAIN (dB) 12 100 GAIN = 1 40 0 8 120 GAIN = 100 GAIN = 10 40 20 4 09490-325 NEGATIVE PSRR (dB) 120 GAIN = 10 40 0 160 140 GAIN = 1000 60 –4 图24. 输入偏置电流与共模电压的关系 (双电源供电，VS = ±15 V) 160 POSITIVE PSRR (dB) –8 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 图21. 输入偏置电流与共模电压的关系 (单电源供电，VS = 5 V) 100 –12 09490-118 0 16 –0.5 AD8426 30 160 250 GAIN = 1000 25 CMRR (dB) INPUT BIAS CURRENT (nA) BANDWIDTH LIMITED 120 GAIN = 10 100 GAIN = 1 80 60 40 200 ±IB 20 150 15 100 IOS 10 50 5 0 INPUT OFFSET CURRENT (pA) 140 GAIN = 100 20 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 0 –45 GAIN = 1 GAIN ERROR (µV/V) 75 95 –50 135 115 0 –20 –40 1 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k NORMALIZED AT 25°C –80 –60 –40 –20 0 20 09490-328 0 0.1 40 60 80 100 120 140 120 140 TEMPERATURE (°C) 09490-125 –60 20 图31. 增益误差与温度的关系(G = 1) 图28. CMRR与频率的关系（RTI，1 kΩ非均衡信号源） 6 10 5 4 5 3 0 CMRR (µV/V) 2 1 0 –1 –5 –10 –2 –3 –15 –5 REPRESENTATIVE DATA NORMALIZED AT 25°C –20 –60 –40 –20 0 20 –6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 WARM-UP TIME (Seconds) 100 110 120 09490-329 –4 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 图32. CMRR与温度的关系(G = 1) 图29. 输入失调电压变化与预备时间的关系 Rev. 0 | Page 15 of 28 09490-126 CMRR (dB) 60 40 CHANGE IN INPUT OFFSET VOLTAGE (µV) 55 20 GAIN = 10 80 35 40 BANDWIDTH LIMITED 100 15 图30. 输入偏置电流和输入失调电流与温度的关系 GAIN = 100 GAIN = 1000 –5 TEMPERATURE (°C) 图27. CMRR与频率的关系，RTI 120 –25 09490-330 1 09490-327 0 0.1 AD8426 15 +VS –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 5 –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C 0 –5 –10 2 4 6 8 10 12 SUPPLY VOLTAGE (±VS) 14 16 18 –15 100 09490-333 +VS –0.1 –0.2 OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES +VS –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C –0.3 –0.4 +0.4 +0.3 +0.2 100k –0.4 –0.6 –0.8 –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C +0.8 +0.6 +0.4 +0.2 2 4 6 8 10 12 SUPPLY VOLTAGE (±VS) 14 16 18 09490-334 +0.1 –VS 10k 图36. 输出电压摆幅与负载阻抗的关系 图33. 输入电压限制与电源电压的关系 –0.2 1k LOAD RESISTANCE (Ω) –VS 0.01 0.1 1 10 OUTPUT CURRENT (µA) 图34. 输出电压摆幅与电源电压的关系，RL = 10 kΩ 图37. 输出电压摆幅与输出电流的关系(G = 1) +VS –0.4 –0.8 –1.0 –1.2 LINEARITY (10ppm/DIV) –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C –0.6 +1.2 +1.0 +0.8 +0.6 +0.2 –VS 2 4 6 8 10 12 SUPPLY VOLTAGE (±VS) 14 16 18 OUTPUT VOLTAGE (V) 图38. 增益非线性度(RL ≥ 10 kΩ，G = 1) 图35. 输出电压摆幅与电源电压的关系，RL = 2 kΩ Rev. 0 | Page 16 of 28 09490-338 +0.4 09490-335 OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES –0.2 09490-131 –0.8 09490-130 –0.6 AD8426 NOISE (nV/ Hz) GAIN = 1 100 GAIN = 100 GAIN = 1000 09490-339 OUTPUT VOLTAGE (V) GAIN = 10 10 1 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 图39. 增益非线性度(RL ≥ 10 kΩ，G = 10) 09490-342 LINEARITY (10ppm/DIV) 1k 图42. 电压噪声谱密度与频率的关系 LINEARITY (10ppm/DIV) GAIN = 1000, 200nV/DIV 1s/DIV 09490-340 OUTPUT VOLTAGE (V) 图40. 增益非线性度(RL ≥ 10 kΩ，G = 100) 09490-343 GAIN = 1, 1µV/DIV 图43. 0.1 Hz至10 Hz RTI电压噪声，G = 1，G = 1000 100 10 OUTPUT VOLTAGE (V) 图41. 增益非线性度(RL ≥ 10 kΩ，G = 1000) 1 10 100 FREQUENCY (Hz) 1k 图44. 电流噪声谱密度与频率的关系 Rev. 0 | Page 17 of 28 10k 09490-344 09490-341 NOISE (fA/ Hz) LINEARITY (100ppm/DIV) 1k AD8426 5V/DIV 17µs TO 0.01% 23µs TO 0.001% 1s/DIV 50µs/DIV 图45. 0.1 Hz至10 Hz电流噪声 09490-348 1.5pA/DIV 09490-345 0.002%/DIV 图48. 大信号脉冲响应与建立时间的关系 (10 V阶跃，双电源供电，VS = ±15V，G = 10) 30 VS = ±15V 27 5V/DIV 21 42µs TO 0.01% 60µs TO 0.001% 18 15 12 9 VS = +5V 3 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 1M 09490-346 100µs/DIV 0 100 09490-349 0.002%/DIV 6 图46. 大信号频率响应 图49. 大信号脉冲响应与建立时间的关系 (10 V阶跃，双电源供电，VS = ±15V，G = 100) 5V/DIV 5V/DIV 580µs TO 0.01% 780µs TO 0.001% 26µs TO 0.01% 27µs TO 0.001% 0.002%/DIV 50µs/DIV 500µs/DIV 图47. 大信号脉冲响应与建立时间的关系 (10 V阶跃，双电源供电，VS = ±15V，G = 1) 图50. 大信号脉冲响应与建立时间的关系 (10 V阶跃，双电源供电，VS = ±15V，G = 1000) Rev. 0 | Page 18 of 28 09490-350 0.002%/DIV 09490-347 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 24 4µs/DIV 20mV/DIV 图51. 小信号脉冲响应(RL = 10 kΩ，CL = 100 pF，G = 1) 100µs/DIV 09490-148 20mV/DIV 09490-145 AD8426 图54. 小信号响应(RL = 10 kΩ，CL = 100 pF，G = 1000) 4µs/DIV 20mV/DIV 图52. 小信号脉冲响应(RL = 10 kΩ，CL = 100 pF，G = 10) 4µs/DIV 09490-149 20mV/DIV 09490-146 NO LOAD 47pF 100pF 147pF 图55. 各种容性负载条件下的小信号脉冲响应 (G = 1，RL = ∞) 60 SETTLING TIME (µs) 50 SETTLED TO 0.01% 20 0 图53. 小信号响应(RL = 10 kΩ，CL = 100 pF，G = 100) 2 4 6 8 10 12 14 STEP SIZE (V) 16 18 20 图56. 建立时间与步长的关系(双电源供电，VS = ±15 V) Rev. 0 | Page 19 of 28 09490-356 20µs/DIV SETTLED TO 0.001% 30 10 09490-147 20mV/DIV 40 AD8426 70 760 GAIN = 1000 60 740 GAIN (dB) 700 680 GAIN = 100 40 30 GAIN = 10 20 10 660 GAIN = 1 0 640 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 SUPPLY VOLTAGE (±VS) –20 100 09490-151 620 1M 100 180 90 GAIN = 1000 160 OUTPUT BALANCE (dB) 80 140 GAIN = 1 100 80 60 70 50 40 30 20 20 10 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 图58.通道隔离与频率的关系 (RL = 2 kΩ，G = 1和G = 1000时的源通道) LIMITED BY MEASUREMENT SYSTEM 60 40 09490-358 CHANNEL SEPARATION (dB) 100k 图59. 增益与频率的关系(差分输出配置) 200 0 100 10k FREQUENCY (Hz) 图57. 电源电流与电源电压的关系(两款放大器) 120 1k 09490-359 –10 0 1 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 1M 图60. 输出平衡与频率的关系(差分输出配置) Rev. 0 | Page 20 of 28 10M 09490-360 SUPPLY CURRENT (µA) 50 720 AD8426 工作原理 +VS +VS RG NODE 4 –VS –VS R1 24.7kΩ R3 50kΩ R2 24.7kΩ NODE 2 +IN Q1 R5 50kΩ A1 A2 ESD AND OVERVOLTAGE PROTECTION Q2 –VS R6 50kΩ REF –IN RB –VS GAIN STAGE +VS –VS VBIAS RB VOUT A3 NODE 1 ESD AND OVERVOLTAGE PROTECTION +VS R4 50kΩ DIFFERENCE AMPLIFIER STAGE 09490-003 NODE 3 图61. 原理示意图 架构 增益选择 AD8426以传统的三运放拓扑结构为基础。这种拓扑由两级 将一个电阻跨接在RG引脚上，即可设置AD8426的增益。 组成：一个提供差分放大的增益级(前置放大器)，其后是 该增益可以参考表11或利用下列增益公式来计算： 一个消除共模电压的差动放大器级。图61给出了AD8426内 RG = 其中一个仪表放大器的原理示意图。 第一级以如下方式工作：为在偏置电阻RB上保持恒定电 压，A1必须使节点3保持比正输入电压高一个稳定的二极 管压降。类似地，A2必须保持节点4在负输入电压之上的 恒定二极管压降。因此，差分输入电压被复制到增益设置 电阻RG上。流过这个电阻的电流也必然流过电阻R1和R2， 这就在A2和A1输出端之间产生了经增益调节的差分信号。 注意，作为经增益调节的差分信号的附加产物，上移一个 二极管压降电压的原始共模信号仍然存在。 第二级是差动放大器，由A3和4个50 kΩ电阻组成。这一级 的作用是消除放大后的差分信号上的共模信号。 AD8426的传递函数为： 49.4 kΩ G −1 表11. 用1%电阻实现的增益 1%标准表RG值 49.9 kΩ 12.4 kΩ 5.49 kΩ 2.61 kΩ 1.00 kΩ 499 Ω 249 Ω 100 Ω 49.9 Ω 计算得到的增益值 1.990 4.984 9.998 19.93 50.40 100.0 199.4 495.0 991.0 不使用增益电阻时，AD8426默认设置G = 1。电阻RG的容差 和增益漂移会在AD8426的规格上有所附加，从而决定系统 的总增益精度。当不使用增益电阻时，增益误差和增益漂 其中： 移最小。 Rev. 0 | Page 21 of 28 AD8426 基准引脚 公式1至公式3可用于理解交互增益(G)、共模输入电压 AD8426的输出电压是相对于基准引脚上的电位而言的。这 (VCM)、差分输入电压(VDIFF)和基准电压(VREF)之间的相互作 在输出信号需要偏移到精确的中间电平时很有用。例如， 用。不同温度下的常数(V−LIMIT、V+LIMIT和VREF_LIMIT)值如表 可以将一个电压源与REF引脚相连，对输出进行电平转 12所示。这三个公式以及表2和表5中的输入及输出电压范 换，使AD8426可以驱动单电源ADC。REF引脚由ESD二极 围规格决定该器件的工作边界。 管保护，该引脚不应超出+VS或–VS的0.3 V以上。 为获得最佳性能，REF引脚的源阻抗应保持在2 Ω以下。如 图62所示，基准引脚REF在50 kΩ电阻的一端。REF引脚附 加到这个50 kΩ电阻的阻抗会导致连接到正输入端的信号 被放大。由附加电阻RREF造成的放大可以根据2 × (50 kΩ + RREF)/100 kΩ + RREF进行计算。 只有正信号路径会被放大；负路径不受影响。这种不均衡 的放大作用会降低放大器的共模抑制比(CMRR)。 INCORRECT CORRECT AD8426 AD8426 REF REF VREF 表12. 不同温度条件下的输入电压范围常数 CORRECT 温度 −40°C +25°C +85°C +125°C AD8426 REF VREF VREF + AD8426 – – V+LIMIT (V) +0.8 +0.7 +0.65 +0.6 VREF_LIMIT (V) +1.3 +1.15 +1.05 +0.9 共模输入电压范围随温度上移。在低温时，器件需要来自 正电源的额外裕量，在负电源附近工作有更多裕量。相反 09490-156 + OP1177 V−LIMIT (V) −0.55 −0.35 −0.15 −0.05 图62. 驱动基准引脚 地，在高温时，器件需要较少的正电源裕量，但对于负电 源附近的输入电压来说是最差的工作环境。 输入电压范围 在这部分中描述了工作范围内典型器件的功能。然而，要 AD8426的三运放架构在消除差动放大器级的共模电压之 获得最佳性能，推荐设计几百毫伏的余量。当信号接近边 前，在第一级调节增益。此外，第一级的输入晶体管会将 界值时，内部晶体管开始饱和，这会影响频率和线性度性能。 共模电压上移一个二极管压降。因此，第一级与第二级间 的内部节点(图61中的节点1和2)共同获得增益信号、共模 信号以及二极管压降。这一合并后的信号会受电源电压限 制，即使在单独输入和输出信号没有被限制的时候也是如 此。图9至图15以及图18显示了在多种输出电压和电源电 压条件下所允许的共模输入电压范围。 Rev. 0 | Page 22 of 28 AD8426 若布局不当，会导致部分共模信号转换为差分信号，而后 路板布局。AD8426的引脚以合乎逻辑的方式进行安排，便 传送至仪表放大器。各输入路径的频率响应不同时，会进 于实现这一目标。 行信号转换。要使共模抑制比在整个频率范围内都保持较 高水平，每个路径的输入源阻抗和电容需要严格匹配。输 –VS OUT2 为确保AD8426在PCB板级达到最佳性能，必须精心设计电 OUT1 整个频率范围内的共模抑制比 +VS 布局 入路径的附加源电阻(例如，用于输入保护)需要靠近仪表 16 15 14 13 放大器的输入端放置，使输入端与PCB走线产生的寄生电 AD8426 10 RG2 +IN1 4 9 6 7 8 容的相互作用降到最低。 增益设置引脚的寄生电容也能影响整个频率范围内的共模 抑制比(CMRR)。如果电路板设计中在增益设置引脚处有 +IN2 一个元件(例如，一个开关或跳线)，那么该元件的寄生电 容应该尽可能的小。 09490-002 5 –VS 11 RG2 RG1 3 REF2 RG1 2 +VS 12 –IN2 REF1 –IN1 1 电源 图63. 引脚排列图 这款仪表放大器应当采用稳定的直流电压供电。电源引脚 封装考虑因素 上的噪声会对器件性能产生不利影响。欲了解更多信息， AD8426采用16引脚4 mm × 4 mm LFCSP封装，无裸露焊盘。 请参见图22和图25中的电源抑制比(PSRR)性能曲线。 不应照搬其它4 mm × 4 mm LFCSP器件的尺寸，因为该器件 可能不具备常用的引脚间距和引脚宽度尺寸。请参阅“外 形尺寸”部分来验证相应的尺寸符号是否具有正确尺寸。 应该在尽可能靠近各电源引脚处放置一个0.1 µF电容。如 图65所示，离该器件较远的位置可以用一个10 μF电容。大 多数情况下，其它精密集成电路可以共享该电容。 隐藏焊盘封装 +VS AD8426采用带有隐藏焊盘的LFCSP封装。与焊盘会限制布 局布线能力的芯片级封装不同，这种封装允许在芯片正下 0.1µF 方放置走线和过孔。这样可以全面节省小型LFCSP的封装 10µF +IN 空间。尽管该封装在器件中央没有金属，但是制造工艺会 RG 在封装的各个角落留出非常小的一部分裸露金属，如“外 OUT AD8426 LOAD 形尺寸”部分中的图64和图73所示。此金属通过器件连接到 REF –IN 下方放置过孔。 0.1µF –VS HIDDEN PADDLE 10µF 09490-006 −VS。由于可能造成短路，因此不应在这些裸露金属耳片 图65. 电源去耦、REF及输出以局部地为参考 基准 EXPOSED METAL TABS NOTES 1. EXPOSED METAL TABS AT THE FOUR CORNERS OF THE PACKAGE ARE INTERNALLY CONNECTED TO –VS. 09490-158 BOTTOM VIEW AD8426的输出电压是相对于基准引脚上的电位而言的。应 注意将REFx引脚连接至适当的局部地。这样应该还有助于 将通道间串扰降至最低。 图64. 隐藏焊盘封装(仰视图) Rev. 0 | Page 23 of 28 AD8426 输入偏置电流返回路径 AD8426的其它引脚应该保持在电源电压范围内。AD8426 AD8426的输入偏置电流必须有一个对地的返回路径。当热 的所有引脚均提供ESD保护。 电偶等信号源无法提供电流返回路径时，必须创建一条返 如果应用中AD8426遇到超过允许限值的电压，应当使用外 回路径，如图66所示。 部限流电阻和低泄漏二极管钳位(如BAV199L、FJH1100或 INCORRECT SP720)。 CORRECT +VS +VS 射频干扰(RFI) 在有强RF信号的应用中使用放大器时，一般都存在RF干扰 AD8426 问题。AD8426中的精密电路可以对RF信号进行整流，使 AD8426 REF 其以直流失调电压误差形式表现出来。为避免出现这种整 REF 流，应在仪表放大器的输入端放置一个低通RC滤波器(见 –VS 图67)。该滤波器会限制差分和共模带宽，如以下公式 –VS TRANSFORMER 所示： TRANSFORMER +VS +VS AD8426 AD8426 REF REF 其中 CD ≥ 10 CC. 10MΩ +VS –VS THERMOCOUPLE +VS R C AD8426 REF C CD 10nF CC 1nF –VS CAPACITIVELY COUPLED 0.1µF 09490-007 –VS REF –IN 4.02kΩ REF OUT AD8426 RG R AD8426 R CAPACITIVELY COUPLED +IN 4.02kΩ R fHIGH-PASS = 2π1RC 10µF CC 1nF +VS C C 0.1µF THERMOCOUPLE 10µF –VS 图66. 建立输入偏置电流返回路径 09490-008 –VS 图67. 射频干扰(RFI)抑制 输入保护 AD8426具有非常稳健的输入，一般不需要额外的输入保 护。输入电压可以达到相对于供电轨40V的差值。例如， 采用+5 V正电源和−8 V负电源时，器件可以安全地承受−35 V CD影响差分信号，CC影响共模信号。应适当选择R和CC的 值，使射频干扰最小。正输入端R × CC与负输入端R × CC的 任何不匹配均会降低AD8426的CMRR性能。使CD的值比CC 大一个数量级，可以降低不匹配的影响，从而改善性能。 至+32 V的电压。与其他仪表放大器不同，该器件即使在处于 高增益状态时也可以处理较大的差分输入电压。图16、图 17、图19和图20显示了器件处于过压条件下的特性。 Rev. 0 | Page 24 of 28 AD8426 应用信息 精密应变计 共模应用需将共模输出电压设为差分ADC的中间电平。这 AD8426的低失调和整个频率范围内的高共模抑制比性能使 种情 况下，ADC基准电压发 送至+IN2引 脚 ， 地 连 接 到 之成为桥式测量应用的绝佳选择。电桥可以直接与放大器 REF2引脚。这使得产生的共模输出电压等于ADC基准电压 的输入端连接(见图68)。 的一半。 使用双通道运算放大器的双通道差分输出 5V 10µF 350 0.1µF 另一种差分输出拓扑结构如图70所示。这里，不再是利用 第二个仪表放大器，而是利用一个双通道运算放大器的一 350 +IN 350 半来建立反相输出。推荐的双通道运算放大器(AD8642和 AD8426 RG –IN AD822)采用MSOP封装。这种配置允许利用极少的电路板 – 2.5V 09490-010 350 + 图68. 精密应变计 空间来建立双通道、精密差分输出仪表放大器。 图70显示如何配置AD8426进行差分输出。 差分驱动 +IN 与单端输出配置一样，AD8426的差分输出配置具有同样出 AD8426 色的直流精度规格。 VOUT+ –IN REF 使用两个AD8426放大器的差分输出 R 电路配置如图69所示。表2、表4、表5和表7中的差分输出规 R 格仅适用于此配置。该电路包含一个RC滤波器，用于维持 VBIAS + – OP AMP VOUT– RG –IN1 + AD8426 VOUT+ – 图70. 使用运算放大器的差分输出 10kΩ – AD8426 + 差分输出电压由如下公式设置： VDIFF_OUT = VOUT+ − VOUT− = G × (VIN+ − VIN−) 100pF 其中： +INx REF2 VOUT– 09490-163 +IN1 RECOMMENDED OP AMPS: AD8642, AD822. RECOMMENDED R VALUES: 5kΩ TO 20kΩ. 09490-009 环路稳定性。 图69. 差分电路示意图 共模输出电压由如下公式设置： 差分输出电压由如下公式设置： VCM_OUT = (VOUT+ − VOUT−)/2 = VBIAS VDIFF_OUT = VOUT+ − VOUT− = G × (VIN+ − VIN−) 这个电路的好处是直流差分精度取决于AD8426而不是运算 其中： 放大器或者电阻。该电路充分利用了AD8426对其基准电压 相关的输出电压的精确控制。运算放大器的直流性能和电 共模输出电压由+IN2和REF2的平均值设置。传递函数为： VCM_OUT = (VOUT+ + VOUT−)/2 = (V+IN2 + VREF2)/2 阻匹配的确会影响直流共模输出精度。不过，共模误差很 可能被信号链中的下一个器件抑制，因此这些误差几乎不 会影响系统的整体精度。 为获得最佳的交流性能，推荐使用具有至少2 MHz增益带 宽和至少1 V/μs压摆率的运算放大器。运算放大器中较好的选 择是AD8642和AD822。 Rev. 0 | Page 25 of 28 AD8426 获得最好的差分输出性能的诀窍 驱动电缆 从电阻到运算放大器反相端的走线长度越短越好。这一节 对于所有电缆，单位长度上都具有一定电容，而且不同的 点上过大的电容会导致电路的不稳定。如果电容不可避 电缆类型相差很大。电缆的容性负载可能导致AD8426的输 免，那要使用更低的电阻值。 出响应上出现峰化现象。要减少峰化现象，应在AD8426输 要获得最好的线性度和交流性能，需要最小的正电源电压 出端和电缆之间放置一个电阻(见图71)。由于电缆电容和 (+VS)。表13显示为实现最佳性能所需的最低电源电压，其 所需的输出响应相差很大，因此最好根据经验确定该电 中VCM_MAX表示在AD8426输入端的最大共模电压。 阻。从50 Ω开始比较好。 表13. 最低正电源电压 AD8426 公式 +VS > (VCM_MAX + VBIAS)/2 + 1.4 V +VS > (VCM_MAX + VBIAS)/2 + 1.25 V +VS > (VCM_MAX + VBIAS)/2 + 1.1 V DIFFERENTIAL OUTPUT AD8426 SINGLE OUTPUT 09490-165 温度 小于−10°C -10°C至+25°C 大于+25°C 图71. 驱动电缆 AD8426的工作频率相对较低，传输线路不太可能造成问 题；因此，该电阻不必与电缆的特征阻抗相匹配。 Rev. 0 | Page 26 of 28 AD8426 驱动ADC 选择2显示了用于驱动更高频信号的电路。它使用具有相 图 72显 示 了 驱 动 ADC的 几 种 不 同 方 法 。 本 例 选 择 对高带宽和输出驱动的精密运算放大器(AD8616)。这个放 ADuC7026微控制器中ADC的原因是，该ADC具有无缓 大器能以高得多的时间常数驱动电阻和电容，因此它更适 冲、电荷采样架构，这是大多数现代ADC的常见架构。这 合较高频率的应用。 种架构一般需要ADC与放大器之间的一个RC缓冲级才能 选择3适用于AD8426必须采用大电压供电但驱动单电源 正常工作。 ADC的应用。在正常工作模式下，AD8426的输出信号处 选择1显示驱动电荷采样ADC所需的最低配置。电容为 于ADC的范围内，AD8616简单地对其进行缓冲。然而， ADC采样电容提供电荷，而电阻则将AD8426与电容屏蔽 在错误条件下，AD8426的输出可能超出AD8616和ADC的 开。为了保持AD8426的稳定，电阻和电容的RC时间常数 电源范围。这种情况在该电路中不会造成问题，因为两个 需要在5 μs以上。这个电路主要用于较低频率的信号。 放大器之间的10 kΩ电阻将流入AD8616的电流限制在安全 水平。 3.3V OPTION 1: DRIVING LOW FREQUENCY SIGNALS AD8426 3.3V AVDD ADC0 100Ω REF 3.3V 100nF ADuC7026 OPTION 2: DRIVING HIGH FREQUENCY SIGNALS 3.3V AD8426 REF AD8616 10Ω ADC1 10nF +15V OPTION 3: PROTECTING ADC FROM LARGE VOLTAGES 3.3V 10kΩ REF AD8616 10Ω ADC2 10nF –15V 图72. 驱动ADC Rev. 0 | Page 27 of 28 AGND 09490-065 AD8426 AD8426 外形尺寸 0.60 MAX 4.00 BSC SQ 0.60 MAX PIN 1 INDICATOR 3.75 BCS SQ 0.65 BSC 13 12 0.75 0.60 0.50 12° MAX SEATING PLANE 8 5 4 BOTTOM VIEW 0.80 MAX 0.65 TYP 0.35 0.30 0.25 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-263-VBBC 062309-B 1.00 0.85 0.80 1 1.95 REF SQ 9 TOP VIEW 16 图73. 16引脚引脚架构芯片级封装 [LFCSP_VQ] 4 mm × 4 mm，超薄四方体，带隐藏焊盘 (CP-16-19) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1 AD8426ACPZ-R7 AD8426ACPZ-WP AD8426BCPZ-R7 AD8426BCPZ-WP 1 温度范围 −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C 封装描述 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] Z = 符合RoHS标准的器件。 ©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D09490sc-0-7/11(0) Rev. 0 | Page 28 of 28 封装选项 CP-16-19 CP-16-19 CP-16-19 CP-16-19