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日本語参考資料
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55 V電源、EMI保護強化型、ゼロ・ドリフト
超低ノイズ、レールtoレール出力オペアンプ
ADA4522-2
データシート
OUT A 1
特長
低オフセット電圧: 最大 5 µV
極めて低いオフセット・ドリフト: 最大 22 nV/°C
低電圧ノイズ: 5.8 nV/√Hz (typ)
0.1 Hz～10 Hz で 117 nVp-p (typ)
低入力バイアス電流: 50 pA (typ)
ユニティ・ゲイン・クロスオーバー: 3 MHz
単電源動作可能: グラウンドを含む入力電圧範囲で、レール to
レールの出力
広い動作電圧範囲
単電源動作: 4.5 V～55 V
両電源動作: ±2.25 V～±27.5 V
EMI フィルタを内蔵
ユニティ・ゲインで安定
8
V+
–IN A 2
ADA4522-2
7
OUT B
+IN A 3
TOP VIEW
(Not to Scale)
6
–IN B
5
+IN B
V– 4
13168-001
ピン接続
図 1. 8 ピン MSOP (RM サフィックス)および
8 ピン SOIC (R サフィックス) の
ピン配置
アプリケーション
LCR メータ／メガオームメータのフロントエンド・アンプ
ロード・セルおよびブリッジのトランスジューサ
磁気天秤
高精度シャント電流検出
熱電対／RTD センサ
PLC 入出力アンプ
100
ADA4522-2 は、低ノイズ、低消費電力、片電源グラウンド入力、
レール to レール出力を持つ 2 チャンネルのゼロ・ドリフト・オペ
アンプであり、時間、温度条件、電圧条件に対して総合精度が最
適化されています。このデバイスは広い動作電圧範囲、広い動作
温度範囲、高いオープン・ループ・ゲイン、非常に小さい DC 誤
差と AC 誤差という特長を持つため、微小入力信号の増幅から、
比較的大きい信号の正確な再生まで、多様なアプリケーションに
適しています。
5V
30V
55V
AV = +100
10
1
0.1
10
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
ADA4522-2 の性能は5.0 V、30 V、55 Vの電源電圧で規定され、
4.5 V～55 Vの範囲で動作します。このデバイスは、5 V、10 V、
12 V、30 Vの単電源を使うアプリケーションに対して、またはこれ
より高い単電源および±2.5 V、±5 V、±15 Vの両電源を使うアプリ
ケーションに対して優れた選択肢になっています。ADA4522-2は、
内蔵フィルタ機能を使って電磁干渉 (EMI)に対する高い耐性を実
現しています。
ADA4522-2 の仕様は−40°C～+125°C の拡張工業温度範囲で規定さ
れ、8 ピン MSOP または 8 ピン SOIC パッケージを採用していま
す。
13168-165
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
概要
図 2. 電圧ノイズ密度、VSY = ±15 V
表 1. ゼロ・ドリフト・オペアンプ (0.1 µV/°C 未満)
Supply Voltage
5V
16 V
30 V
Single
ADA4528-1
AD8628
AD8538
ADA4051-1
AD8638
ADA4638-1
Dual
ADA4528-2
AD8629
AD8539
ADA4051-2
AD8639
Quad
AD8630
55 V
ADA4522-2
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
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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
ADA4522-2
データシート
目次
特長 ...................................................................................................... 1
内蔵入力 EMI フィルタとクランプ回路 ................................... 20
アプリケーション .............................................................................. 1
サーマル・シャットダウン ........................................................ 21
ピン接続 .............................................................................................. 1
入力保護 ....................................................................................... 21
概要 ...................................................................................................... 1
単電源とレール to レール出力 ................................................... 21
改訂履歴 .............................................................................................. 2
大信号過渡応答............................................................................ 22
仕様 ...................................................................................................... 3
ノイズに対する注意事項 ............................................................ 22
電気的特性—5.0 V 動作 ................................................................ 3
EMI 除去比 ................................................................................... 24
電気的特性—30 V 動作 ................................................................. 4
容量性負荷に対する安定性 ........................................................ 24
電気的特性—55 V 動作 ................................................................. 5
単電源計装アンプ ........................................................................ 24
絶対最大定格 ...................................................................................... 7
熱抵抗.............................................................................................. 7
ロード・セル／ストレーン・ゲージ・センサーのシグナル・
コンディショニング .................................................................... 25
ESD の注意 ..................................................................................... 7
高精度ローサイド電流シャント・センサー ............................ 26
ピン配置およびピン機能説明 .......................................................... 8
プリント回路ボードのレイアウト ............................................ 26
代表的な性能特性 .............................................................................. 9
コンパレータ動作 ........................................................................ 27
アプリケーション情報 .................................................................... 20
外形寸法............................................................................................ 28
動作原理........................................................................................ 20
オーダー・ガイド ........................................................................ 28
改訂履歴
5/15—Revision 0: Initial Version
Rev. 0
－ 2/28 －
ADA4522-2
データシート
仕様
電気的特性—5.0 V 動作
特に指定がない限り、VSY = 5.0 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。
表 2.
Parameter
Symbol
Test Conditions/Comments
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage
VOS
VCM = VSY/2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Offset Voltage Drift
Input Bias Current
Min
ΔVOS/ΔT
IB
Typ
Max
Unit
0.7
5
6.5
15
150
500
2
250
350
500
3.5
µV
µV
nV/°C
pA
pA
nA
pA
pA
pA
V
dB
dB
dB
dB
2.5
50
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Input Offset Current
IOS
80
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Input Voltage Range
Common-Mode Rejection Ratio
IVR
CMRR
Large Signal Voltage Gain
AVO
Input Resistance
Differential Mode
Common Mode
Input Capacitance
Differential Mode
Common Mode
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage High
VCM = 0 V to 3.5 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ, VOUT = 0.5 V to 4.5 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
0
135
130
125
125
30
100
kΩ
GΩ
CINDM
CINCM
7
35
pF
pF
4.98
V
V
mV
mV
mA
mA
mA
mA
mA
Ω
VOH
VOL
Continuous Output Current
Short-Circuit Current Source
IOUT
ISC+
Short-Circuit Current Sink
ISC−
Closed-Loop Output Impedance
ZOUT
RL = 10 kΩ to VSY/2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ to VSY/2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Dropout voltage = 1 V
4.97
4.95
20
DYNAMIC PERFORMANCE
Slew Rate
Gain Bandwidth Product
Unity-Gain Crossover
−3 dB Closed-Loop Bandwidth
Phase Margin
Settling Time to 0.1%
Channel Separation
Rev. 0
PSRR
ISY
SR+
SR−
GBP
UGC
f−3dB
ΦM
tS
CS
TA = 125°C
f = 1 MHz, AV = +1
VSY = 4.5 V to 55 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IOUT = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 100
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1
VIN = 1 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
VIN = 1 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF
－ 3/28 －
30
50
14
22
15
29
19
4
TA = 125°C
Supply Current per Amplifier
145
RINDM
RINCM
Output Voltage Low
POWER SUPPLY
Power Supply Rejection Ratio
155
150
145
160
830
1.4
1.3
2.7
3
6.5
64
4
98
900
950
dB
dB
µA
µA
V/µs
V/µs
MHz
MHz
MHz
Degrees
µs
dB
ADA4522-2
データシート
Parameter
EMI Rejection Ratio of +IN x
NOISE PERFORMANCE
Total Harmonic Distortion + Noise
Bandwidth (BW) = 80 kHz
BW = 500 kHz
Peak-to-Peak Voltage Noise
Voltage Noise Density
Peak-to-Peak Current Noise
Current Noise Density
Symbol
Test Conditions/Comments
EMIRR
VIN = 100 mVPEAK, f = 400 MHz
VIN = 100 mVPEAK, f = 900 MHz
VIN = 100 mVPEAK, f = 1800 MHz
VIN = 100 mVPEAK, f = 2400 MHz
THD + N
AV = +1, f = 1 kHz, VIN = 0.6 V rms
eN p-p
eN
iN p-p
iN
Min
AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz
AV = 100, f = 1 kHz
AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz
AV = 100, f = 1 kHz
Typ
Max
Unit
72
80
83
85
dB
dB
dB
dB
0.001
0.02
117
5.8
16
0.8
%
%
nV p-p
nV/√Hz
pA p-p
pA/√Hz
電気的特性—30 V 動作
特に指定がない限り、VSY = 30 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。
表 3.
Parameter
Symbol
Test Conditions/Comments
VOS
VCM = VSY/2
Min
Typ
Max
Unit
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage
1
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Offset Voltage Drift
ΔVOS/ΔT
Input Bias Current
IB
4
50
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Input Offset Current
IOS
80
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Input Voltage Range
IVR
0
Common-Mode Rejection Ratio
CMRR
VCM = 0 V to 28.5 V
145
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
140
Large Signal Voltage Gain
AVO
RL = 10 kΩ, VOUT = 0.5 V to 29.5 V
140
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
135
5
µV
7.2
µV
22
nV/°C
150
pA
500
pA
3
nA
300
pA
400
pA
500
pA
28.5
V
160
dB
dB
150
dB
dB
Input Resistance
Differential Mode
RINDM
30
kΩ
Common Mode
RINCM
400
GΩ
Differential Mode
CINDM
7
pF
Common Mode
CINCM
35
pF
Input Capacitance
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage High
VOH
RL = 10 kΩ to VSY/2
29.87
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
29.80
29.89
V
V
Output Voltage Low
VOL
RL = 10 kΩ to VSY/2
Continuous Output Current
IOUT
Dropout voltage = 1 V
14
mA
Short-Circuit Current Source
ISC+
21
mA
TA = +125°C
15
mA
33
mA
110
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Short-Circuit Current Sink
ISC−
Closed-Loop Output Impedance
ZOUT
Rev. 0
130
mV
200
mV
TA = +125°C
22
mA
f = 1 MHz, AV = +1
4
Ω
－ 4/28 －
ADA4522-2
データシート
Parameter
Symbol
Test Conditions/Comments
Min
Typ
PSRR
VSY = 4.5 V to 55 V
150
160
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
145
Max
Unit
POWER SUPPLY
Power Supply Rejection Ratio
Supply Current per Amplifier
ISY
dB
dB
IOUT = 0 mA
830
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
900
µA
950
µA
DYNAMIC PERFORMANCE
SR+
RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
1.8
V/µs
SR−
RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
0.9
V/µs
Gain Bandwidth Product
GBP
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 100
2.7
MHz
Unity-Gain Crossover
UGC
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO =1
3
MHz
−3 dB Closed-Loop Bandwidth
f−3 dB
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
6.5
MHz
Phase Margin
ΦM
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1
64
Degrees
Settling Time to 0.1%
tS
VIN = 10 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
12
µs
Settling Time to 0.01%
tS
VIN = 10 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
14
µs
Channel Separation
CS
VIN = 10 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF
98
dB
EMI Rejection Ratio of +IN x
EMIRR
VIN = 100 mVPEAK, f = 400 MHz
72
dB
Slew Rate
VIN = 100 mVPEAK, f = 900 MHz
80
dB
VIN = 100 mVPEAK, f = 1800 MHz
83
dB
VIN = 100 mVPEAK, f = 2400 MHz
85
dB
BW = 80 kHz
0.0005
%
BW = 500 kHz
0.004
%
nV p-p
NOISE PERFORMANCE
Total Harmonic Distortion + Noise
THD + N
AV = +1, f = 1 kHz, VIN = 6 V rms
Peak-to-Peak Voltage Noise
eN p-p
AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz
117
Voltage Noise Density
eN
AV = 100, f = 1 kHz
5.8
nV/√Hz
Peak-to-Peak Current Noise
iN p-p
AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz
16
pA p-p
Current Noise Density
iN
AV = 100, f = 1 kHz
0.8
pA/√Hz
電気的特性—55 V 動作
特に指定がない限り、VSY = 55 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。
表 4.
Parameter
Symbol
Test Conditions/Comments
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage
VOS
VCM = VSY/2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Offset Voltage Drift
Input Bias Current
Min
ΔVOS/ΔT
IB
Typ
Max
Unit
1.5
7
10
30
150
500
4.5
300
400
500
53.5
µV
µV
nV/°C
pA
pA
nA
pA
pA
pA
V
dB
dB
dB
dB
6
50
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Input Offset Current
IOS
80
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Input Voltage Range
Common-Mode Rejection Ratio
IVR
CMRR
Large Signal Voltage Gain
AVO
Input Resistance
Differential Mode
Common Mode
RINDM
RINCM
Rev. 0
VCM = 0 V to 53.5 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ, VOUT = 0.5 V to 54.5 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
0
140
135
135
125
144
137
30
1000
－ 5/28 －
kΩ
GΩ
ADA4522-2
データシート
Parameter
Input Capacitance
Differential Mode
Common Mode
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage High
Symbol
Test Conditions/Comments
Min
CINDM
CINCM
VOH
Output Voltage Low
VOL
Continuous Output Current
Short-Circuit Current Source
IOUT
ISC+
Short-Circuit Current Sink
ISC−
Closed-Loop Output Impedance
ZOUT
RL = 10 kΩ to VSY/2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ to VSY/2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Dropout voltage = 1 V
54.75
54.65
Supply Current per Amplifier
DYNAMIC PERFORMANCE
Slew Rate
Gain Bandwidth Product
Unity-Gain Crossover
−3 dB Closed-Loop Bandwidth
Phase Margin
Settling Time to 0.1%
Settling Time to 0.01%
Channel Separation
EMI Rejection Ratio of +IN x
NOISE PERFORMANCE
Total Harmonic Distortion + Noise
BW = 80 kHz
BW = 500 kHz
Peak-to-Peak Voltage Noise
Voltage Noise Density
Peak-to-Peak Current Noise
Current Noise Density
Rev. 0
PSRR
ISY
SR+
SRGBP
UGC
f−3 dB
ΦM
tS
tS
CS
EMIRR
RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 100
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1
VIN = 10 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
VIN = 10 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1
VIN = 10 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF
VIN = 100 mVPEAK, f = 400 MHz
VIN = 100 mVPEAK, f = 900 MHz
VIN = 100 mVPEAK, f = 1800 MHz
VIN = 100 mVPEAK, f = 2400 MHz
THD + N
AV = +1, f = 1 kHz, VIN = 10 V rms
eN p-p
eN
iN p-p
iN
AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz
AV = 100, f = 1 kHz
AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz
AV = 100, f = 1 kHz
－ 6/28 －
150
145
Unit
pF
pF
54.8
V
V
mV
mV
mA
mA
mA
mA
mA
Ω
250
350
14
21
15
32
22
4
TA = 125°C
f = 1 MHz, AV = +1
VSY = 4.5 V to 55 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IOUT = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Max
7
35
200
TA = 125°C
POWER SUPPLY
Power Supply Rejection Ratio
Typ
160
830
900
950
dB
dB
µA
µA
1.7
0.8
2.7
3
6.5
64
12
14
98
72
80
83
85
V/µs
V/µs
MHz
MHz
MHz
Degrees
µs
µs
dB
dB
dB
dB
dB
0.0007
0.003
117
5.8
16
0.8
%
%
nV p-p
nV/√Hz
pA p-p
pA/√Hz
ADA4522-2
データシート
絶対最大定格
表 5.
熱抵抗
Parameter
Rating
Supply Voltage
Input Voltage
Input Current1
Differential Input Voltage
Output Short-Circuit Duration to
Ground
Temperature Range
Storage
Operating
Junction
Lead Temperature
(Soldering, 60 sec)
60 V
(V−) − 300 mV to (V+) + 300 mV
±10 mA
±5 V
Indefinite
1
θJA はワーストケース条件で規定。すなわち表面実装パッケージ
の場合、デバイスを標準 4 層 JEDEC ボードにハンダ付けした状
態で規定。
表 6. 熱抵抗
−65°C to +150°C
−40°C to +125°C
−65°C to +150°C
300°C
Package Type
θJA
θJC
Unit
8-Lead MSOP (RM-8)
8-Lead SOIC (R-8)
190
158
44
43
°C/W
°C/W
ESD の注意
入力ピンには、電源ピンへのクランプ・ダイオードが付いています。入力信
号が電源レールを 0.3 V 以上超えるときは、入力電流を 10 mA 以下に制限す
る必要があります。
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製品動作を定めたものではあり
ません。製品を長時間絶対最大定格状態に置くと製品の信頼性
に影響を与えます。
Rev. 0
－ 7/28 －
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。
ADA4522-2
データシート
8
V+
–IN A 2
ADA4522-2
7
OUT B
+IN A 3
TOP VIEW
(Not to Scale)
6
–IN B
5
+IN B
OUT A 1
V– 4
図 3.ピン配置
表 7.ピンの機能説明
ピン番号
記号
説明
1
OUT A
チャンネル A の出力
2
−IN A
チャンネル A の反転入力
3
+IN A
チャンネル A の非反転入力
4
V−
負電源電圧
5
+IN B
チャンネル B の非反転入力
6
−IN B
チャンネル B の反転入力
7
OUT B
チャンネル B の出力
8
V+
正電源電圧
Rev. 0
－ 8/28 －
13168-002
ピン配置およびピン機能説明
ADA4522-2
データシート
代表的な性能特性
特に指定のない限り、TA = 25 °C。
NUMBER OF AMPLIFIERS
80
70
35
VSY = ±2.5V
VCM = VSY/2
600 CHANNELS
MEAN = 0.10µV
STD DEV. = 0.59µV
NUMBER OF AMPLIFIERS
90
60
50
40
30
VSY = ±2.5V
–40°C ≤ TA ≤ +125°C
30 160 CHANNELS
MEAN = –1.19nV/°C
STD DEV. = 1.82nV/°C
25
20
15
10
20
–4
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
5
VOS (µV)
0
–30 –25 –20 –15 –10
13168-003
図 4. 入力オフセット電圧の分布、VSY = ±2.5 V
60
50
40
30
20
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
5
25
30
20
15
10
–5
0
5
10
15
20
25
30
TCVOS (nV/°C)
図 5. 入力オフセット電圧の分布、VSY = ±15 V
図 8. 入力オフセット電圧ドリフトの分布、VSY = ±15 V
70
35
VSY = ±27.5V
VCM = VSY/2
60 600 CHANNELS
MEAN = 0.69µV
STD DEV. = 0.81µV
50
NUMBER OF AMPLIFIERS
NUMBER OF AMPLIFIERS
20
VSY = ±15V
–40°C ≤ TA ≤ +125°C
30 160 CHANNELS
MEAN = –2.48nV/°C
STD DEV. = 2.65nV/°C
25
0
–30 –25 –20 –15 –10
13168-004
–4
VOS (µV)
40
30
20
10
VSY = ±27.5V
–40°C ≤ TA ≤ +125°C
30 160 CHANNELS
MEAN = –4.54nV/°C
STD DEV. = 4.01nV/°C
25
20
15
10
5
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
5
0
–30 –25 –20 –15 –10
13168-005
–4
VOS (µV)
–5
0
5
TCVOS (nV/°C)
図 6. 入力オフセット電圧の分布、VSY = ±27.5 V
Rev. 0
15
5
10
0
–5
10
35
VSY = ±15V
VCM = VSY/2
600 CHANNELS
MEAN = 0.31µV
STD DEV. = 0.62µV
0
–5
5
13168-007
NUMBER OF AMPLIFIERS
70
0
図 7. 入力オフセット電圧ドリフトの分布、VSY = ±2.5 V
NUMBER OF AMPLIFIERS
80
–5
TCVOS (nV/°C)
10
15
20
25
30
13168-008
0
–5
13168-006
5
10
図 9. 入力オフセット電圧ドリフトの分布、VSY = ±27.5 V
－ 9/28 －
ADA4522-2
データシート
2000
1500
1
1000
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
IB (pA)
3
VSY = 5V
–1
500
–3
0
–5
0
1.0
2.0
3.0
3.5
VCM (V)
–500
0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
VCM (V)
図 10. 同相モード電圧 (VCM)対入力オフセット電圧 (VOS)
VSY = 5 V
5
0.5
13168-012
VSY = 5V
20 CHANNELS
13168-009
VOS (µV)
5
図 13. 同相モード電圧 (VCM)対入力バイアス電流 (IB)
VSY = 5 V
3000
VSY = 30V
20 CHANNELS
VSY = 30V
2500
3
1
IB (pA)
VOS (µV)
2000
–1
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
1500
1000
500
–3
0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
28.5
VCM (V)
–500
13168-010
–5
0
10.0
15.0
20.0
25.0
28.5
VCM (V)
図 11. 同相モード電圧 (VCM)対入力オフセット電圧 (VOS)
VSY = 30 V
5
5.0
13168-013
0
図 14. 同相モード電圧 (VCM)対入力バイアス電流 (IB)
VSY = 30 V
5000
VSY = 55V
20 CHANNELS
VSY = 55V
4500
4000
3
1
IB (pA)
VOS (µV)
3500
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
3000
–1
2500
2000
1500
1000
–3
500
–5
–500
5.0
10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 53.5
VCM (V)
0
10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 53.5
VCM (V)
図 12. 同相モード電圧 (VCM)対入力オフセット電圧 (VOS)
VSY = 55 V
Rev. 0
5.0
図 15. 同相モード電圧 (VCM)対入力バイアス電流 (IB)
VSY = 55 V
－ 10/28 －
13168-014
0
13168-011
0
ADA4522-2
データシート
IB+
IB–
IOS
1000
2500
800
2000
600
1000
200
500
0
0
–25
25
0
75
50
100
125
TEMPERATURE (°C)
–1000
–50
13168-015
–400
–50
IB+
IB–
IOS
0.8
ISY PER AMP (mA)
IB (pA)
125
100
1.0
VSY = ±15V
VCM = VSY/2
1000
500
0.6
0.4
0.2
–500
–50
–25
0
25
50
75
100
125
TEMPERATURE (°C)
13168-017
0
0
1k
100
10
0.01
0.1
1
10
ILOAD (mA)
100
13168-024
1
0.1
0.001
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
図 20. 電源電圧 (VSY)対アンプあたりの電源電流 (ISY)
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV)
10k
5
VSY (V)
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
VSY = ±2.5V TO ±27.5V
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
0
図 17. 入力バイアス電流 (IB)の温度特性、VSY = ±15 V
100k
+125°C
+85°C
+25°C
–40°C
VSY = ±2.5V TO ±27.5V
10k
1k
100
10
1
0.1
0.001
0.01
0.1
1
10
ILOAD (mA)
図 18. 負荷電流 (ILOAD)対電源レールから
出力電圧ハイ (VOH) までの電圧
Rev. 0
75
50
図 19. 入力バイアス電流 (IB)の温度特性、VSY = ±27.5 V
1500
100k
25
0
TEMPERATURE (°C)
図 16. 入力バイアス電流 (IB)の温度特性、VSY = ±2.5 V
2000
–25
13168-016
–500
–200
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV)
1500
400
2500
IB+
IB–
IOS
3000
IB (pA)
IB (pA)
1200
VSY = ±27.5V
VCM = VSY/2
3500
13168-025
1400
4000
VSY = ±2.5V
VCM = VSY/2
図 21. 負荷電流 (ILOAD)対電源レールからの
出力電圧ロー(VOL) までの電圧
－ 11/28 －
100
13168-027
1600
ADA4522-2
125
RL = 2kΩ
100
75
50
RL = 10kΩ
–25
0
25
50
75
100
125
150
TEMPERATURE (°C)
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV)
RL = 10kΩ
100
75
50
RL = 100kΩ
–25
0
25
50
75
100
125
150
TEMPERATURE (°C)
13168-019
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV)
150
0
–50
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV)
150
100
RL = 100kΩ
–25
0
25
50
75
TEMPERATURE (°C)
100
125
150
13168-020
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV)
RL = 10kΩ
200
0
–50
200
25
50
75
100
125
150
VSY = ±15V
175
150
RL = 10kΩ
125
100
75
50
RL = 100kΩ
25
350
–25
0
25
50
75
100
125
150
VSY = ±27.5V
300
RL = 10kΩ
250
200
150
100
50
0
–50
RL = 100kΩ
–25
0
25
50
75
TEMPERATURE (°C)
図 24. 電源レールから出力ハイ (VOH)までの電圧の温度特性、
VSY = ±27.5 V
Rev. 0
0
図 26. 電源レールから出力ロー(VOL)までの電圧の温度特性、
VSY = ±15 V
300
50
–25
TEMPERATURE (°C)
VSY = ±27.5V
250
RL = 10kΩ
25
0
–50
図 23. 電源レールから出力ハイ (VOH)までの電圧の温度特性、
VSY = ±15 V
350
50
図 25. 電源レールから出力ロー(VOL)までの電圧の温度特性、
VSY = ±2.5 V
175
25
75
TEMPERATURE (°C)
VSY = ±15V
125
RL = 2kΩ
100
0
–50
図 22. 電源レールから出力ハイ (VOH)までの電圧の温度特性、
VSY = ±2.5 V
200
125
13168-022
0
–50
VSY = ±2.5V
100
125
150
13168-023
25
150
13168-021
VSY = ±2.5V
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV)
150
13168-018
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV)
データシート
図 27. 電源レールから出力ロー(VOL)までの電圧の温度特性、
VSY = ±27.5 V
－ 12/28 －
ADA4522-2
データシート
140
140
VSY = ±2.5V TO ±27.5V
120
120
100
PSRR (dB)
100
CMRR (dB)
PSRR+
PSRR–
VSY = ±2.5V TO ±27.5V
80
60
80
60
40
40
20
20
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
–20
100
1k
OUTPUT IMPEDANCE (Ω)
10M
0.840
100M
5V
30V
55V
0.835
100
0.830
ISY PER AMP (mA)
10
1
0.1
0.825
0.820
0.815
0.01
1k
10k
100k
1M
10M
100M
0.805
–50
FREQUENCY (Hz)
PHASE
60
45
40
GAIN
20
0
0
75
100
125
150
AV = +100
AV = +10
AV = +1
VSY = ±2.5V TO ±27.5V
40
30
20
10
0
–40
100
1k
10k
–45
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
13168-026
VSY = ±2.5V TO ±27.5V
RL = 10kΩ
図 30. オープン・ループ・ゲインおよび位相マージンの周波数
特性
－ 13/28 －
–20
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
図 33. クローズド・ループ・ゲインの周波数特性
13168-029
–10
–20
Rev. 0
50
50
90
80
60
135
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
100
25
図 32. アンプあたりの電源電流 (ISY) の温度特性
PHASE MARGIN (Degrees)
CL = 50pF
CL = 100pF
CL = 50pF
CL = 100pF
0
TEMPERATURE (°C)
図 29. クローズド・ループ出力インピーダンスの周波数特性
120
–25
13168-028
0.810
13168-031
0.001
100
OPEN-LOOP GAIN (dB)
1M
図 31. PSRR の周波数特性
VSY = ±2.5V TO ±27.5V
AV = +100
AV = +10
AV = +1
100k
FREQUENCY (Hz)
図 28. CMRR の周波数特性
1k
10k
13168-032
100
13168-030
0
10
0
ADA4522-2
データシート
0.08
VSY = ±2.5V
VIN = 2V p-p
AV = +1
RL = 10kΩ
CL = 100pF
RS_IN+ = 100Ω
RS_IN– = 100Ω
0.5
0.04
0
–0.5
0.02
0
–0.02
–1.0
–0.04
–1.5
–0.06
13168-034
VOLTAGE (V)
1.0
–2.0
TIME (4µs/DIV)
–0.08
TIME (400ns/DIV)
図 34. 大信号過渡応答、VSY = ±2.5 V
図 37. 小信号過渡応答、VSY = ±2.5 V
15
0.08
VSY = ±15V
VIN = 20V p-p
AV = +1
RL = 10kΩ
CL = 100pF
RS_IN+ = 100Ω
RS_IN– = 100Ω
5
VSY = ±15V
VIN = 100mV p-p
AV = +1
RL = 10kΩ
CL = 100pF
0.06
0.04
VOLTAGE (V)
10
VOLTAGE (V)
VSY = ±2.5V
VIN = 100mV p-p
AV = +1
RL = 10kΩ
CL = 100pF
0.06
VOLTAGE (V)
1.5
13168-037
2.0
0
–5
0.02
0
–0.02
–0.04
–10
–15
TIME (10µs/DIV)
–0.08
TIME (400ns/DIV)
図 35. 大信号過渡応答、VSY = ±15 V
図 38. 小信号過渡応答、VSY = ±15 V
30
0.08
VSY = ±27.5V
VIN = 50V p-p
AV = +1
RL = 10kΩ
CL = 100pF
RS_IN+ = 100Ω
RS_IN– = 100Ω
10
VSY = ±27.5V
VIN = 100mV p-p
AV = +1
RL = 10kΩ
CL = 100pF
0.06
0.04
VOLTAGE (V)
20
VOLTAGE (V)
13168-038
13168-035
–0.06
0
–10
0.02
0
–0.02
–0.04
–20
TIME (10µs/DIV)
–0.08
TIME (400ns/DIV)
図 36. 大信号過渡応答、VSY = ±27.5 V
Rev. 0
図 39. 小信号過渡応答、VSY = ±27.5 V
－ 14/28 －
13168-039
–30
13168-036
–0.06
ADA4522-2
データシート
45
40
0
VSY = ±2.5V
RL = 10kΩ
AV = +1
VIN = 100mV p-p
–20
CHANNEL SEPARATION (dB)
50
OVERSHOOT (%)
35
OS+
30
25
OS–
20
15
10
VIN = 0.5V p-p
VIN = 1V p-p
VIN = 2V p-p
VSY = ±2.5V
AV = –10
RL = 10kΩ
–40
–60
–80
–100
–120
1000
100
LOAD CAPACITANCE (pF)
–140
0.01
13168-040
0
10
40
0
VSY = ±15V
RL = 10kΩ
AV = +1
VIN = 100mV p-p
–20
OVERSHOOT (%)
35
30
OS+
25
20
10
100
図 43. チャンネル・セパレーションの周波数特性
VSY = ±2.5 V
CHANNEL SEPARATION (dB)
45
1
FREQUENCY (kHz)
図 40. 負荷容量対小信号オーバーシュート(OS)
VSY = ±2.5 V
50
0.1
13168-043
5
OS–
15
10
VIN = 5V p-p
VIN = 10V p-p
VIN = 25V p-p
VSY = ±15V
AV = –10
RL = 10kΩ
–40
–60
–80
–100
–120
100
1000
LOAD CAPACITANCE (pF)
–140
0.01
13168-041
40
0
VSY = ±27.5V
RL = 10kΩ
AV = +1
VIN = 100mV p-p
–20
OVERSHOOT (%)
35
30
OS+
25
20
OS–
15
10
1000
VIN = 10V p-p
VIN = 30V p-p
VIN = 50V p-p
VSY = ±27.5V
AV = –10
RL = 10kΩ
–40
–60
–80
–100
–140
0.01
13168-042
100
LOAD CAPACITANCE (pF)
0.1
1
10
100
FREQUENCY (kHz)
図 42. 負荷容量対小信号オーバーシュート(OS)
VSY = ±27.5 V
Rev. 0
100
–120
5
0
10
10
図 44. チャンネル・セパレーションの周波数特性
VSY = ±15 V
CHANNEL SEPARATION (dB)
45
1
FREQUENCY (kHz)
図 41. 負荷容量対小信号オーバーシュート(OS)
VSY = ±15 V
50
0.1
図 45. チャンネル・セパレーションの周波数特性
VSY = ±27.5 V
－ 15/28 －
13168-045
0
10
13168-044
5
ADA4522-2
データシート
100
1
80kHz LOW-PASS FILTER
500kHz LOW-PASS FILTER
80kHz LOW-PASS FILTER
500kHz LOW-PASS FILTER
10
0.1
THD + N (%)
THD + N (%)
1
0.1
0.01
0.01
0.001
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
AMPLITUDE (V rms)
0.0001
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
図 46. 出力振幅対 THD + N、VSY = ±2.5 V
100
VSY = ±2.5V
AV = +1
RL = 10kΩ
VIN = 0.6V rms
13168-053
VSY = ±2.5V
AV = +1
FREQUENCY = 1kHz
RL = 10kΩ
13168-050
0.001
図 49. THD + N の周波数特性、VSY = ±2.5 V
1
80kHz LOW-PASS FILTER
500kHz LOW-PASS FILTER
80kHz LOW-PASS FILTER
500kHz LOW-PASS FILTER
10
0.1
THD + N (%)
THD + N (%)
1
0.1
0.01
0.01
0.001
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
AMPLITUDE (V rms)
0.0001
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
図 47. 出力振幅対 THD + N、VSY = ±15 V
100
VSY = ±15V
AV = +1
RL = 10kΩ
VIN = 6V rms
13168-054
VSY = ±15V
AV = +1
FREQUENCY = 1kHz
RL = 10kΩ
13168-051
0.001
図 50. THD + N の周波数特性、VSY = ±15 V
1
80kHz LOW-PASS FILTER
500kHz LOW-PASS FILTER
80kHz LOW-PASS FILTER
500kHz LOW-PASS FILTER
10
0.1
THD + N (%)
THD + N (%)
1
0.1
0.01
0.01
0.001
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
AMPLITUDE (V rms)
10
0.0001
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
図 48. 出力振幅対 THD + N、VSY = ±27.5 V
Rev. 0
VSY = ±27.5V
AV = +1
RL = 10kΩ
VIN = 10V rms
図 51. THD + N の周波数特性、VSY = ±27.5 V
－ 16/28 －
100k
13168-055
VSY = ±27.5V
AV = +1
FREQUENCY = 1kHz
RL = 10kΩ
13168-052
0.001
ADA4522-2
データシート
0
7
0.4
6
0.2
5
4
VIN
–0.8
VSY = ±2.5V
VIN = 350mV p-p
RL = 10kΩ
CL = 100pF
AV = –10
–1.0
3
2
INPUT VOLTAGE (V)
INPUT VOLTAGE (V)
4
–0.4
0
OUTPUT VOLTAGE (V)
5
–0.2
–0.6
VIN
3
VSY = ±2.5V
VIN = 350mV p-p
RL = 10kΩ
CL = 100pF
AV = –10
–0.2
–0.4
–0.6
2
1
0
VOUT
1
–0.8
–1
0
–1.0
–2
OUTPUT VOLTAGE (V)
0.2
–1
–1.4
TIME (1µs/DIV)
–1.2
13168-059
–1.2
13168-056
VOUT
–3
TIME (1µs/DIV)
図 52. 正側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±2.5 V
図 55. 負側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±2.5 V
2
35
6
20
0
30
4
15
–2
25
2
–10
VOUT
–12
–14
–2
–4
5
–6
0
–8
–5
TIME (4µs/DIV)
5
0
VSY = ±15V
VIN = 2V p-p
RL = 10kΩ
CL = 100pF
AV = –10
0
–5
VOUT
–10
–15
–20
–10
TIME (2µs/DIV)
図 53. 正側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±15 V
図 56. 負側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±15 V
70
6
40
0
60
4
30
–2
50
2
2
OUTPUT VOLTAGE (V)
10
10
VIN
13168-060
–8
15
INPUT VOLTAGE (V)
–3
20
VSY = ±15V
VIN = 2V p-p
RL = 10kΩ
CL = 100pF
AV = –10
OUTPUT VOLTAGE (V)
–4
13168-057
INPUT VOLTAGE (V)
VIN
–8
–10
30
20
20
VIN
10
0
–2
–4
10
–6
0
–8
VSY = ±27.5V
VIN = 4V p-p
RL = 10kΩ
CL = 100pF
AV = –10
0
–10
VOUT
OUTPUT VOLTAGE (V)
–3
40
VSY = ±27.5V
VIN = 4V p-p
RL = 10kΩ
CL = 100pF
AV = –10
INPUT VOLTAGE (V)
–4
OUTPUT VOLTAGE (V)
INPUT VOLTAGE (V)
VIN
–20
–10
–14
TIME (10µs/DIV)
–40
–10
TIME (4µs/DIV)
図 54. 正側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±27.5 V
Rev. 0
–30
図 57. 負側過負オーバーロード・リカバリ、VSY = ±27.5 V
－ 17/28 －
13168-061
–12
13168-058
VOUT
ADA4522-2
データシート
100
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
100M
FREQUENCY (Hz)
10
1
0.1
10
13168-062
1
10
1k
10k
100k
1M
図 61. 電圧ノイズ密度、Av = +100
100
VSY = ±15V
AV = +1
VSY = ±15V AND ±27.5V
AV = +100
PEAK-TO-PEAK NOISE = 117nV p-p
75
INPUT REFERRED VOLTAGE (nV)
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
100
FREQUENCY (Hz)
図 58. 電圧ノイズ密度、VSY = ±2.5 V
100
5V
30V
55V
AV = +100
13168-065
VSY = ±2.5V
AV = +1
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
100
10
50
25
0
–25
–50
1k
10k
100k
1M
10M
100M
FREQUENCY (Hz)
–100
TIME (1s/DIV)
図 59. 電圧ノイズ密度、VSY = ±15 V
100
CURRENT NOISE DENSITY (pA/√Hz)
VSY = ±27.5V
AV = +1
10
1
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
100M
13168-064
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
100
図 62. 0.1 Hz～10 Hz でのノイズ
VSY = ±2.5V
VSY = ±15V
VSY = ±27.5V
10
1
10
100
1k
FREQUENCY (Hz)
図 60. 電圧ノイズ密度、VSY = ±27.5 V
Rev. 0
RS = 100kΩ
AV = +100
図 63. 電流ノイズ密度
－ 18/28 －
10k
100k
13168-067
100
13168-063
1
10
13168-066
–75
ADA4522-2
INPUT VOLTAGE (1V/DIV)
INPUT VOLTAGE (1V/DIV)
データシート
VSY = ±2.5V
RL = 10kΩ
CL = 50pF
DUT AV = –1
+1V
0
INPUT
–1V
INPUT
+1V
0
–1V
VSY = ±2.5V
RL = 10kΩ
CL = 50pF
DUT AV = –1
OUTPUT
OUTPUT
+10mV
0
–10mV
+10mV
0
–10mV
13168-046
TIME (2µs/DIV)
TIME (2µs/DIV)
図 67. 0.1%への立ち下がりセトリング・タイム
VSY = ±2.5 V
INPUT VOLTAGE (5V/DIV)
VSY = ±15V AND ±27.5V
RL = 10kΩ
CL = 50pF
DUT AV = –1
0
INPUT
–5V
–50mV
–50mV
13168-047
0
TIME (4µs/DIV)
図 68. 0.1%への立ち下がりセトリング・タイム
VSY = ±15 V および±27.5 V
図 65. 0.1%への立ち下がりセトリング・タイム
VSY = ±15 V および±27.5 V
RL = 10kΩ
AV = –1
40
VIN = ±13.5V
VSY = ±15.0V
20
10
0
100
VIN = ±1.0V
VSY = ±2.5V
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
13168-033
OUTPUT VOLTAGE SWING (V p-p)
50
30
図 66. 出力電圧振幅の周波数特性
Rev. 0
ERROR BAND
POST GAIN = 10
0
TIME (4µs/DIV)
VIN = ±26.0V
VSY = ±27.5V
INPUT
–5V
OUTPUT
ERROR BAND
POST GAIN = 10
60
0
+50mV
+50mV
OUTPUT
VSY = ±15V AND ±27.5V
RL = 10kΩ
CL = 50pF
DUT AV = –1
+5V
－ 19/28 －
13168-049
INPUT VOLTAGE (5V/DIV)
図 64. 0.1%への立ち下がりセトリング・タイム
VSY = ±2.5 V
+5V
13168-048
ERROR BAND
POST GAIN = 10
ERROR BAND
POST GAIN = 10
ADA4522-2
データシート
アプリケーション情報
動作原理
図 69 に、ADA4522-2 アーキテクチャのブロック図を示します。
このアーキテクチャは、入力 EMI フィルタおよびクランプ回路、
3 段のゲイン・ステージ (Gm1、Gm2、Gm3)、入力および出力チョ
ッピング回路 (CHOPIN と CHOPOUT)、クロック・ジェネレータ、
オフセットおよびリップル補正ループ回路、周波数補償コンデ
ンサ (C1、C2、C3)、サーマル・シャットダウン回路から構成さ
れています。
入力フロントエンドに EMI フィルタと、内部回路を静電気放電
(ESD) ストレスと過渡時の高電圧から保護するため、クランプ
回路が内蔵されています。アンプの EMI 除去機能は、EMI 除去
比のセクションで説明します。
CHOPIN と CHOPOUT は、クロック・ジェネレータから制御され、
4.8 MHz で 動 作 し ま す 。 入 力 ベ ー ス バ ン ド 信 号 は 、 最 初 に
CHOPIN により変調されます。次に、CHOPOUT により入力信号
が復調されます。また入力トランス・コンダクタンス・アンプ
Gm1 の mV レベルの入力オフセット電圧と 1/f ノイズが 4.8 MHz
のチョッピング周波数で変調されます。チョッピング回路は低
周波帯の誤差を除去しますが、この回路によりチョッピング周
波数にチョッピング・ノイズが発生してしまいます。このため、
800 kHz で動作する特許取得済みのオフセットおよびリップル
補正ループが使われます。この周波数は、アンプのスイッチン
グ周波数です。この回路がチョッピング・ノイズを減少させる
ため、ADA4522-2 はノイズが小さく抑えながら高いチョッピン
グ周波数を使うことができます。
–INx
C1
CHOPOUT
C2
EMI
FILTER
AND
CLAMP
Gm1
Gm2
Gm3
OUT
C3
OFFSET
AND RIPPLE
CORRECTION
LOOP
THERMAL
SHUTDOWN
CLOCK
GENERATOR
4.8MHz CLOCKS
800kHz CLOCKS
図 69. ADA4522-2 のブロック図
内蔵入力 EMI フィルタとクランプ回路
図 70 に 入 力 EMI フ ィ ル タ と ク ラ ン プ 回 路 を 示 し ま す 。
ADA4522-2 は、入力と各電源レールとの間に接続された ESD 保
護ダイオード (D1、D2、D3、D4)を内蔵しています。これらの
ダイオードは、静電気放電（ESD）と通常動作時の逆バイアス
から入力トランジスタを保護します。この保護方式では、電源
電圧より約 300 mV まで高い電圧を永久的な損傷なしにいずれか
の入力に加えることが許容されます。詳細については、絶対最
大定格セクションの表 5 を参照してください。
EMI フィルタは、2 個の 200 Ω 入力直列抵抗 (RS1 と RS2)、2 個の
同相モード・コンデンサ (CCM1 と CCM2)、差動コンデンサ (CDM)
から構成されています。これらの RC 回路は、−3 dB ローパス・
カットオフ周波数を同相モード信号に対しては 50 MHz に、差
動信号に対しては 33 MHz に、それぞれ設定します。EMI フィ
ルタの後ろに、高い過渡電圧入力から内部回路デバイスを保護す
るために、互いに逆向きのダイオード (D5 と D6)が接続されてい
ます。 各ダイオードの順方向オン電圧は約 1 V です。ADA4522-2
に対する高い過渡電圧入力の影響については、大信号過渡応答の
セクションを参照してください。
絶対最大定格 (表 5)に規定するように、最大入力差動電圧は±5 V
に制限されます。±5 V を超える電圧を加えると、±10 mA を超え
る連続電流が逆向きダイオードの一方に流れます。このために長
時間信頼性が低下して、デバイスが恒久的に損傷されることがあ
ります。
サーマル・シャットダウン回路は、チップが過熱したとき回路
をシャットダウンさせます。これについてはサーマル・シャッ
トダウンのセクションで詳しく説明します。
Rev. 0
CHOPIN
13168-068
ADA4522-2 の動 作 電圧 範 囲は 、 ±2.25 V (す な わち 4.5 V) ～
±27.5 V (すなわち 55 V)です。このデバイスは、入力電圧範囲に
負側電源レールを含む単電源アンプです。広帯域ノイズは、
5.8 nV/√Hz (f = 1 kHz、AV = 100)と低く、1/f ノイズ成分は小さく
なっています。これらの性能は、高精度アプリケーションでの
低レベル信号の増幅に最適です。このようなアプリケーション
の例としては、重量計、高精度電流検出、高電圧バッファ、温度
センサーのシグナル・コンディショニングなどがあります。
+INx
－ 20/28 －
V+
RS1
200Ω
D1
+INx
D2
D3
–INx
D4
CCM1
RS2
C
200Ω DM
D5
D6
CCM2
V–
図 70. 入力 EMI フィルタとクランプ回路
13168-069
ADA4522-2 は、超低ノイズ、高電圧、ゼロ・ドリフト、レール
to レール出力のデュアル・オペアンプです。特許取得済みのチ
ョッピング技術を採用して、5 µV の超低入力オフセット電圧と
最大 22 nV/°C の低入力オフセット電圧ドリフトを実現していま
す。同相モード電圧変化と電源変動から発生するオフセット電
圧誤差もチョッピング技術で補正されるため、160 dB (typ)の
CMRR と 30 V 電源電圧で 160 dB の PSRR が得られています。
ADA4522-2
データシート
サーマル・シャットダウン
ADA4522-2 は、アンプの各チャンネルに対してサーマル・シャ
ットダウン回路を内蔵しています。サーマル・シャットダウン
回路は、チップ過熱状態で内部デバイスが損傷するのを防止し
ます。過熱は、高い周囲温度、高い電源電圧、および／または
大きい出力電流により発生します。表 5 に規定するように、ジ
ャンクション温度が 150°C を超えないように注意する必要があ
ります。
デバイスの総合消費電力 (PD) とパッケージの周囲温度 (TA) の 2
つの条件がジャンクション温度 (TJ)に影響を与えます。次式を
使ってジャンクション温度を近似します。
TJ = PD × θJA + TA
上上回ると、内蔵入力 EMI フィルタおよびクランプ回路のセク
ションで説明した ESD ダイオードが順方向バイアスされて、大
きな電流が流れます。この大きな電流を制限しないとデバイス
に恒久的な損傷を与えることがあります。入力で過電圧状態が
予測される場合、各入力に直列に抵抗を接続して入力電流を最大
±10 mA に制限してください。ただし、この抵抗による回路全体
に対する抵抗熱ノイズ（ジョンソン・ノイズ）の影響を考慮し
てください。
±15 V の 電 源 電 圧 で 、 ADA4522-2 の広 帯 域 電圧ノイズは約
7.3 nV/√Hz (ゲイン= 1)で、1 kΩ 抵抗の熱ノイズは 4 nV/√Hz にな
ります。1 kΩ 抵抗を追加すると、総合ノイズが 8.3 nV/√Hz に増
加します。
(1)
ここで、θJA はチップ―周囲間の熱抵抗 (表 6 参照)。
単電源とレール to レール出力
総合消費電力は、デバイスの静止電力とアンプ全チャンネルの
負荷駆動に必要な電力の和です。負荷に対する電流ソース時の
アンプあたりの消費電力 (PD_PER_AMP)は、式 2 で表されます。
ADA4522-2 は、入力電圧範囲に下側電源レールを含む単電源ア
ンプです。これは、入力同相モード電圧が下側電源レールであ
るアプリケーション(例えばグラウンド検出)に最適です。これ
に対して、アンプ出力はレール to レールです。図 71 に、電源
電圧±15 V でユニティ・ゲイン・バッファとして構成された
ADA4522-2 の入力と出力の波形を示します。入力電圧が±15 V
の場合、低い出力電圧では入力電圧に追従し、大きい出力振幅
では、入力が入力電圧範囲を超えると(−15 V ≤ IVR ≤ +13.5 V)、
クランプされて歪みますが、 位相反転はありません。
サーマル・シャットダウン回路は、ジャンクション温度が 150°C
を超えた場合にデバイスに損傷を与えないことを保証するもので
はありませんが、内蔵サーマル・シャットダウン機能は恒久的損
傷の防止または損傷の軽減に役立ちます。各アンプ・チャンネル
は、ヒステリシス付きの温度センサーで構成されたサーマル・シ
ャットダウン回路を内蔵しています。
ジャンクション温度が 190°C に到達すると直ちに、サーマル・
シャットダウン回路がアンプをシャットダウンさせます。2 つ
のサーマル・シャットダウン回路のどちらか一方でもアクティ
ブになると、そのチャンネルがディスエーブルされます。アンプ
がディスエーブルされると、出力がオープン状態になり、チャン
ネル静止電流が 0.1 mA に減少します。ジャンクション温度が
160°C を下回ると、サーマル・シャットダウン回路がアンプをイ
ネーブルさせるため、静止電流は typ 値まで増加します。
不要な過剰出力電流によりチップが過熱する場合は、サーマ
ル・シャットダウン回路はこの動作を繰り返します。ジャンク
ション温度は 190°C に達するまで上昇し、どちらかのチャンネ
ルがディスエーブルされます。次に、ジャンクション温度が
160°C を下回ると、チャンネルが再度イネーブルされます。そ
の後、このプロセスが繰り返されます。
入力保護
ADA4522-2 のどちらかの入力が片方の電源レールを 300 mV 以
Rev. 0
－ 21/28 －
20
VIN
VSY = ±15V
AV = +1
20
15
15
10
10
5
5
0
0
VOUT
–5
–5
–10
–10
–15
–15
–20
–20
TIME (400s/DIV)
図 71.過大入力でも位相反転は発生しません
OUTPUT VOLTAGE (V)
また、ADA4522-2 の総合消費電力を計算する際にアンプの両チ
ャンネルの消費電力を加算するように注意してください。
13168-070
(2)
INPUT VOLTAGE (V)
PD_PER_AMP = (VSY+ − VSY−) × ISY_PER_AMP + IOUT × (VSY+ − VOUT)
電流シンクの場合は、式 2 の (VSY+ − VOUT)を(VOUT − VSY−)で置き
換えてください。
ADA4522-2
データシート
30
VSY = ±27.5V
20
VSY+
10
ADA4522-2
VOUT
100pF
RS_IN+
100Ω VSY–
10kΩ
VOLTAGE (V)
RS_IN–
100Ω
0
–10
VIN = 50V p-p
–30
TIME (10µs/DIV)
13168-071
–20
図 72. 大信号過渡応答の例
大信号過渡応答
入力過渡電圧が大きい場合 (例えばステップ入力電圧)、ADA45222 をクローズド・ループ構成にした場合、内部の互いに逆向きの
ダイオードがその瞬間導通します。ここではステップ入力波形の
場合に、アンプをユニティ・ゲインに設定したケースで検討しま
す。この構成を図 72 に示します。
非反転入力は入力信号源から駆動され、反転入力はアンプ出力
により駆動されます。最大アンプ出力電流は、入力ステップ関
数とアンプ入力端子の外部ソース抵抗に依存します。
ケース 1
外部ソース抵抗が小さい場合 (例えば図 72 で 100 Ω) または入力
ステップ関数が大きい場合、最大アンプ出力電流は仕様のセク
ションに規定する出力短絡電流に制限されます。また入力信号
とアンプ出力との間の最大電位差が最大アンプ出力電流と総合
入力抵抗 (内部および外部)をかけた電圧、および互いに逆向き
のダイオードのオン電圧により制限されます (入力 EMI フィル
タとクランプ回路のアーキテクチャについては図 70 参照)。ス
テップ信号で非反転入力電圧が変化すると、反転入力電圧 (した
がって出力電圧)は変化に迅速に追従しようとし、入力信号と可
能なアンプ出力との間の最大電位差に到達するまでこの追従が
続きます。その後、反転入力電圧は仕様のセクションで規定する
スルーレートで変化し始め、所望の出力に到達するまで動作しま
す。このため、図 72 に示すように、出力波形の立ち上がりエッ
ジと立下がりエッジの 2 つの部分が生じます。このテスト条件
では、入力／出力電流の大きさと継続時間が制限されるため、
アンプは損傷されません。
ケース 2
外部ソース抵抗が大きい場合、または入力ステップ関数が小さ
い場合、最大出力電流は入力信号とアンプ出力電圧(ステップ関
数の変化)の差をソース抵抗で除算した値との間の瞬時値に制限
されます。この最大出力電流は、アンプ出力短絡電流より低い
値です。このため、入力信号とアンプ出力との間の最大電位差
はステップ関数になります。出力電圧は所望出力に到達するま
で変化します。
Rev. 0
このためには必要な場合、信号源と非反転入力の間の外付け抵
抗を大きくして入力電流を小さくします。同様に、反転入力と
出力の間の帰還ループに外付け抵抗を追加して出力電流を小さ
く制限します。アンプをクローズド・ループ・ゲインに設定す
ると、入力信号源は一般にかなり小さく、かつゲインと帰還抵
抗により電流が制限されるため、この大信号過渡応答は問題に
なりません。
互いに逆向きのダイオードは他の多くのアンプでも採用されて
います。これらのアンプは同様の変化をします。
ノイズに対する注意事項
1/f ノイズ
「ピンク・ノイズまたはフリッカ・ノイズ」とも呼ばれる 1/f ノ
イズは、半導体デバイスに固有のもので、周波数が小さくなる
と大きくなる特性があります。低い周波数では 1/f ノイズが支配
的なノイズ成分であるため、回路のノイズ・ゲインで増幅され
ると、大きな出力電圧オフセットが発生します。ただし、低周
波 1/f ノイズは ADA4522-2 においては低速で変化するオフセッ
トとして現れるため、チョッピング技術により大幅に取り除かれ
てしまいます。このため、ADA4522-2 は DC と低周波で、1/f ノ
イズに敏感な一般的な低ノイズ・アンプに比べて、遥かに小さ
いノイズを持つことができます。図 62 に、0.1 Hz～10 Hz ノイ
ズは僅か 117 nV p-p の小さいノイズであることを示します。
ソース抵抗
ADA4522-2 は、1 kHz で 5.8 nV/√Hz の広帯域ノイズ密度特性を
持つ (AV = 100)、現在業界に存在する最小ノイズの高電圧ゼ
ロ・ドリフト・アンプの 1 つです。このため、全体的な低ノイ
ズを維持するための入力ソース抵抗の選択は重要です。アンプ
の入力換算総合広帯域ノイズ(eN total)は、基本的に入力電圧ノイ
ズ、入力電流ノイズ、外付け抵抗のサーマル(ジョンソン)ノイ
ズの 3 つのタイプのノイズの関数になっています。
－ 22/28 －
ADA4522-2
データシート
ここで、
eN はアンプの入力電圧ノイズ密度 (V/√Hz)。
k はボルツマン定数 (1.38 × 10−23 J/K)。
T はケルビン(K)で表した温度。
RS は総合入力ソース抵抗 (Ω)。
iN はアンプの入力電流ノイズ密度 (A/√Hz)。
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
100
特定帯域幅での等価総合 rms ノイズは次のように表されます。
eN RMS = eN total BW
ここで、BW は Hz で表した帯域幅です。
この解析は、スイッチング周波数から 1 ディケード下（1/10）
までの広帯域幅ノイズ計算に有効です。注目の帯域にスイッチ
ング周波数が含まれる場合は、スイッチング周波数でのノイズ
増加の影響を考慮するため計算はさらに複雑になります。
残留リップル
図 58、図 59、図 60 に示すように、ADA4522-2 は低い周波数で平
坦なノイズ・スペクトル密度を持ち、高い周波数でスペクトル密
度の増加とピークを持ちます。
最大ノイズ増加の中心周波数は 6 MHz で、高い周波数で入力ゲ
インが減少するために生じています。これは一般的な現象で他
のアンプにも見られます。ノイズ隆起の他に、チョッピング回路
に起因する急峻なピークが 4.8 MHz に見られます。ただし、この
大きさはオフセットおよびリップル補正ループにより大幅に減少
されます。この大きさは、アンプ・ユニットごとに、またはアン
プ周辺の回路ごとに、異なります。このピークはノイズ隆起に隠
れて、見落とされることがあります。
Rev. 0
10
AV = +10
AV = +100
1k
10k
100k
1M
10M
100M
FREQUENCY (Hz)
図 73. 様々なゲインでの電圧ノイズ密度
図 74 に、様々な周波数のポスト・フィルタの有無に対して、
ADA4522-2 の電圧ノイズ密度を示します。ポスト・フィルタは、
スイッチング周波数より下の帯域幅でのロールオフに寄与しま
す。この例では、800 kHz のノイズ・ピークが約 38 nV/√Hz です。
80 kHz のポスト・フィルタを使用する場合、ノイズ・ピークは
4.1 nV/√Hz に減少します。8 kHz のポスト・フィルタを使用する
場合、ノイズ・ピークはノイズ・フロアより低くなるため検出
できません。
100
4.8 MHz のスイッチング・ノイズを削減するために設計された
オフセットおよびリップル補正ループも、800 kHz を中心とする
ノイズの増加を発生させ、さらにこのノイズ隆起の上にもう一つ
のノイズ・ピークを発生させます。隆起の大きさはほぼ一定で
すが、800 kHz ピークの大きさはユニットごとに異なります。
800 kHz のノイズ・ピークを持たないユニットもありますが、
1.6 MHz や 2.4 MHz のような 800 kHz の整数倍でピークを持つユ
ニットもあります。
これらのノイズ・ピークは小さいですが、チョッピング周波数
より高いクローズド・ループ周波数を持つアンプでは大きくな
ることがあります。ノイズ・スパイクを所望のレベルまで小さ
くするためには、アンプを高ゲインに設定するか、またはアン
プ出力にポスト・フィルタを使用します。
AV = +1
1
100
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
低いソース抵抗(RS < 1 kΩ)では、アンプの電圧ノイズが支配的
です。ソース抵抗が大きくなると、RS の熱ノイズが支配的にな
ります。ソース抵抗がさらに大きくなると(RS > 50 kΩ)、電流ノ
イズが総合入力ノイズの主な成分になります。
VSY = ±15V
13168-072
eN total = [eN2 + 4 kTRS + (iN × RS)2]1/2
図 73 に、様々なゲイン設定での ADA4522-2 の電圧ノイズ密度
を示します。ゲインが高いほど、帯域幅が狭くなることに注意
してください。帯域幅ロールオフが早く始まるほど、高いノイ
ズ・スペクトルを効果的に除去します。
AV = +1
AV = +1 (POST FILTER AT 80kHz)
AV = +1 (POST FILTER AT 8kHz)
10
1
1k
10k
100k
1M
10M
100M
FREQUENCY (Hz)
13168-073
これらの互いに相関のないノイズ・ソースは、次式を使って 2
乗和平均(rss)をとることにより合計値を求めることができます。
図 74. ポスト・フィルタ使用時の電圧ノイズ密度
電流ノイズ密度
図 75 に、ユニティ・ゲインに設定した ADA4522-2 の電流ノイ
ズ密度を示します。1 kHz の電流ノイズ密度は約 1.3 pA/√Hz で
す。電流ノイズ密度は、抵抗を流れる電流ノイズから発生する
電圧ノイズを測定することにより求めます。アンプの電流ノイ
ズ密度が小さいため、電圧ノイズは大きな値の抵抗を使って測
定されます。このケースでは、100 kΩ のソース抵抗を使ってい
ます。ただし、ソース抵抗とアンプおよびボードの入力容量と
組み合わさって、特定帯域幅でのロールオフが生じます。図 75
は、ユニティ・ゲイン帯域幅で予想される場合よりかなり早く
に始まる電流ノイズ密度のロールオフを表していることに注意
してください。
－ 23/28 －
ADA4522-2
データシート
RS = 100kΩ
AV = +1
容量性負荷に対する安定性
VSY = ±2.5V
VSY = ±15V
VSY = ±27.5V
ADA4522-2 は、最大 250 pF までの容量負荷を任意の構成で安全
に駆動することができます。多くのアンプと同様に、規定より
大きな容量負荷を駆動すると、大きなオーバーシュート、リン
ギング、さらに発振も引き起こすことがあります。重い容量負
荷では位相マージンが減少して、アンプの周波数応答にピーク
が生じます。ピーキングは、時間領域のオーバーシュートまた
はリンギングとして表れます。このため、ADA4522-2 から 250
pF を超える負荷を駆動する場合は、外付け補償の使用が推奨さ
れます。この補償は安定性が最悪となるユニティ・ゲイン構成
で特に重要です。
1
1k
100
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
容量負荷の駆動でオペアンプを迅速かつ容易に安定させる方法
は、アンプ出力端子と負荷容量の間に直列抵抗 RISO を接続する
ことです(図 77 参照)。RISO は、アンプ出力と帰還回路を容量負
荷から分離しますが、この補償方式では、負荷から見た出力イ
ンピーダンスが大きくなるため、ゲイン精度が低下します。
13168-074
0.1
10
図 75. ゲイン = 1 での電流ノイズ密度
EMI 除去比
+VSY
回路性能は高周波 EMI から悪影響を受けることがあります。信号
強度が低く、伝送線が長い場合でも、オペアンプは入力信号を正
確に増幅する必要がありますが、すべてのオペアンプ・ピン(非
反転入力、反転入力、正電源、負電源、出力の各ピン)は EMI 信
号の影響を受け易くなっています。これらの高周波信号は、伝導、
近距離放射、長距離放射などの種々の方法でオペアンプに混入し
ます。例えば、配線と PCB パターンがアンテナとして機能して
高周波 EMI 信号を拾います。
1/2
RISO
VIN
図 78 に、様々な RISO 値でのオーバーシュートの影響を示します。
60
OS+ (RISO = 0Ω)
OS– (RISO = 0Ω)
OS+ (RISO = 25Ω)
OS– (RISO = 25Ω)
OS+ (RISO = 50Ω)
OS– (RISO = 50Ω)
VSY = ±15V
55 RL = 10kΩ
AV = +1
50 V = 100mV p-p
IN
OVERSHOOT (%)
45
40
35
30
25
20
15
EMIRR = 20log(VIN_PEAK/ΔVOS)
10
0
10
1k
図 78. 様々な出力アイソレーション抵抗での、負荷容量対小信
号オーバーシュート
70
60
50
単電源計装アンプ
40
ADA4522-2 は、極めて低いオフセット電圧とドリフト、高いオ
ープン・ループ・ゲイン、高い同相モード除去比、高い電源変
動除去比を持つため、ディスクリートの単電源計装アンプとし
て優れたオペアンプ選択肢になっています。
30
20
100M
1G
FREQUENCY (Hz)
10G
13168-075
55V
30V
5V
10
0
10M
100
LOAD CAPACITANCE (pF)
80
13168-077
5
VIN = 100mV p-p
90
EMIRR (dB)
CL
図 77. アイソレーション抵抗 RISO による安定性補償
ADA4522-2 は、入力ステージに EMI フィルタを内蔵しています。
電磁エネルギーが存在する中で ADA4522-2 が期待通りに動作す
る能力を規定するため、非反転ピンの電磁干渉除去比(EMIRR)
が、仕様のセクションの表 2、表 3、表 4 で規定されています。
EMIRR 測定の数学的方法は、次のように定義されます。
図 76. EMIRR の周波数特性
Rev. 0
ADA4522-2
–VSY
アンプは比較的帯域が狭いため、EMI 信号または RF 信号を直
接増幅することはありません。しかし、入力デバイスの非直線
性のため、オペアンプはこれらの帯域外信号を整流して検出す
ることがあります。これらの高周波信号が整流されると、出力
に DC オフセットとして現れます。
100
VOUT
13168-076
CURRENT NOISE DENSITY (pA/√Hz)
10
－ 24/28 －
ADA4522-2
データシート
図 79 に、ADA4522-2 を使用した従来型の 3 オペアンプ型計装
アンプを示します。高い CMRR を求められる計装アンプにとっ
て重要なのは、抵抗比と相対ドリフトが一致している抵抗であ
ることです。真の差電圧増幅のためには、抵抗比の一致(R5/R2
= R6/R4)が重要です。抵抗は、製造許容誤差、経時変化、温度
変移により性能を決定する重要な要素です。仮に無限の同相モ
ード除去比を持つ理想的なユニティ・差電圧アンプであっては、
ここに 1%の抵抗マッチング誤差が生じれば同相モード除去比は
34 dB に低下します。このため、0.01%以上の抵抗精度が推奨さ
れます。
VIN1
初段のゲインで割り算されるため、それほど深刻ではありませ
ん。アンプの入力オフセット電圧と入力電圧ノイズも全体のノ
イズ・ゲインで増幅されることに注意してください。
ディスクリート計装アンプまたは差電圧アンプ (3 オペアンプ構
成の計装アンプの 2 ステージ目)は様々なアプリケーションで数
多く使用されているため、これらに対するノイズの影響を理解
することは重要です。ロード・セル／ストレーン・ゲージ・セ
ンサー・シグナル・コンディショニングのセクションと高精度
ローサイド電流シャント・センサーのセクションに、アプリケ
ーション内でディスクリート計装アンプまたは差電圧アンプと
して使用された ADA4522-2 を示します。
A1
R5
RG1
RG2
R1
R2
R3
R4
A3
ロード・セル／ストレーン・ゲージ・センサーの
シグナル・コンディショニング
VOUT
ADA4522-2 は、極めて小さいオフセット、ドリフト、ノイズ性
能を持つため、高ゲインと高精度の低レベル・センサー出力の
シグナル・コンディショニングに適しています。重量計／ロー
ド・セルは、このような条件を持つアプリケーションの例です。
図 80 に、単電源高精度の重量計システムの構成を示します。
ADA4522-2 は、ロード・セルからの低レベル信号増幅のフロン
トエンドで使用されています。
R6
A2
13168-078
VIN2
RG1 = RG2, R1 = R3, R2 = R4, R5 = R6
VOUT = (VIN2 – VIN1) (1 + R1/RG1) (R5/R2)
図 79. ディスクリート 3 オペアンプ構成の計装アンプ
ノイズ特性を犠牲にすることなく外付け抵抗を使うディスクリ
ート計装アンプを構築するときは、選択する抵抗値に注意して
ください。RG1 と RG2 は熱ノイズ（ジョンソン・ノイズ）を持ち、
これらが計装アンプの総合ノイズ・ゲインで増幅されるため、
出力での熱ノイズ成分を十分小さくし、かつ正確な測定値が得
られるように十分小さい値にする必要があります。表 8 に、出
力換算(RTO)に変換した外付け抵抗によるノイズ成分を示します。
表 8. 熱ノイズ成分の例
Resistor
Value
(kΩ)
Resistor Thermal
Noise (nV/√Hz)
Thermal Noise RTO
(nV/√Hz)
RG1
RG2
R1
R2
R3
R4
R5
R6
0.4
0.4
10
10
10
10
20
20
2.57
2.57
12.83
12.83
12.83
12.83
18.14
18.14
128.30
128.30
25.66
25.66
25.66
25.66
18.14
18.14
A1 と A2 は 1 + R1/RG1 の高いゲインを持っていることに注意し
てください。このため、A1 と A2 には ADA4522-2 のような高精
度低オフセット電圧かつ低ノイズのアンプを使ってください。
これに対して、A3 ははるかに低いゲインで動作するため、オペ
アンプの要求される動作条件が異なります。計装アンプに入力
される全ノイズから換算されるこのアンプへの入力ノイズは、
Rev. 0
PCB パターンを流れる電流により抵抗性の電圧降下が生じ、長
いパターンでは、この電圧降下が数 mV 以上になり、大きな誤
差を発生することがあります。1 oz 銅箔基板の 1 インチ長
0.005 インチ幅のパターンの抵抗は、室温で約 100 mΩ です。負
荷電流が 10 mA の場合、このパターン抵抗により 1 mV の誤差
が生じます。
このため、回路では 6 線式ロード・セルを使用しています。励
起、グラウンド、2 本の出力接続の他に 2 本のセンス・ピンが
あります。センス・ピンは、ホイートストン・ブリッジのハイ
サイド (励起ピン) とローサイド (グラウンド・ピン)に接続され
ます。このため、配線抵抗による電圧降下に無関係に、ブリッ
ジ電圧を正確に測定することができます。 2 本のセンス・ピン
を ADC リファレンス入力に接続して、 電源励起電圧の低周波
変化に対して耐性を持つレシオメトリック構成にすることもで
きます。
ADA4522-2 は、3 オペアンプ構成計装アンプの初段ステージと
して使われています。このアンプは、ロード・セルからの低レ
ベル振幅信号をゲイン = 1 + 2R1/RG で増幅します。コンデンサ
C1 と C2 は、アンプの帰還ループ内に接続されるため、 R1 お
よび R2 と組み合わさってローパス・フィルタが構成されます。
これにより、Σ-Δ ADC（AD7791）に入力されるノイズの大きさ
が制限されます。さらに、C3、C4、C5、R3、R4 は、ノイズと
不要な信号を小さくする同相モードおよび差動モード・フィルタ
機能を提供します。
－ 25/28 －
ADA4522-2
データシート
+5V
V+
100pF
VDD
REFIN+
1/2
DIN
1µF
REFIN–
DOUT/
RDY
100pF
R1 11.3kΩ
RG
60.4Ω
VEXC
C1 3.3µF
AD7791
AIN+
SCLK
C5
10µF
R4
1kΩ
SENSE+
CS
AIN–
C4
1µF
C2 3.3µF
OUT+
OUT–
C3
1µF
GND
R2 11.3kΩ
1/2
SENSE–
13168-079
LOAD
CELL
R3
1kΩ
ADA4522-2
図 80. 高精度重量計システム
プリント回路ボードのレイアウト
高精度ローサイド電流シャント・センサー
正または負の電源レール近くの信号検出を必要とするアプリケ
ーションは、多数存在します。電流シャント・センサーはこの
ようなアプリケーションの 1 つで、帰還制御システムに多く使
われます。また、パワー計測、バッテリ燃料計測、工業アプリ
ケーションでの帰還制御などの他の様々なアプリケーションで
も使用されています。このようなアプリケーションでは、直列
抵抗センサーの電圧降下を小さくするために、非常に小さい抵
抗によるシャントが望まれます。浪費電力を小さくするだけで
なく、電力を節約しながら大電流の計測も可能になります。
一般的なシャント抵抗値は 100 mΩ です。測定電流 1 A で、シャ
ントにより発生する電圧は 100 mV であるため、アンプ誤差原
因としては深刻になりません。ただし、1 mA レンジの小さい電
流値の測定では、シャントで発生する電圧が 100 μV と小さくな
るため、絶対精度を維持するためには非常に小さいオフセット
電圧とドリフトを持つアンプが必要になります。ゼロ・ドリフ
ト・アンプのユニークな特質によりこの解決策が得られます。
図 81 に、ADA4522-2 を使用したローサイド電流検出回路を示
します。ADA4522-2 は、ゲイン = 1000 の差電圧アンプとして構
成されています。ADA4522-2 は高い同相モード除去比(CMR)を
持ちますが、システムとしての CMR は外付け抵抗の性能によ
り制限されます。単電源計装アンプのセクションに記載されて
いるように、システムの CMR を高くするために重要なことは、
抵抗の抵抗比と相対ドリフトが一致していることです( R1/R2 =
R3/R4)。
I
VOUT*
リーク電流を避けるために、ボード表面をクリーンにして湿気
をなくす必要があります。
電源を適切にバイパスし、電源パターンを短くすると、出力電
流変動による電源の乱れが小さくなります。バイパス・コンデ
ンサをデバイス電源ピンのできるだけ近くに接続します。大き
な浮遊容量は、アンプの出力と入力で問題になります。信号パ
ターンは電源ラインから少なくとも 5 mm 離して、ノイズの混
入を小さくすることが推奨されます。
その他のオフセット誤差原因としては、回路ボード上のゼーベッ
ク効果による電圧（熱電対効果）があります。ゼーベック電圧は
2 種の異金属の接合点で発生し、接合温度の関数になります。回
路ボード上の最も一般的な異種金属接合は、ボード・パターンへ
のハンダ接続と部品端子へのハンダ接続です。図 82 に、PCB へ
ハンダ付けされた表面実装部品の断面図を示します。ボード上
での温度勾配(TA1 ≠ TA2)により、ハンダ付けポイントでのゼーベ
ック電圧の不一致が発生して、ADA4522-2 の極めて低いオフセ
ット電圧性能を低下させる熱電圧誤差が発生します。
COMPONENT
LEAD
VSC1 +
RS
0.1Ω
TA1
COPPER
TRACE
TA2
IF TA1 ≠ TA2, THEN
VTS1 + VSC1 ≠ VTS2 + VSC2
図 82. ゼーベック電圧の不一致による
ゼーベック電圧誤差の発生
1/2
ADA4522-2
13168-080
R3
100Ω
*VOUT = AMPLIFIER GAIN × VOLTAGE ACROSS RS
= 1000 × RS × I
= 100 × I
SOLDER
PC BOARD
R1
100Ω
R2
100kΩ
VSC2
+ VTS2
RL
VSY
図 81.ローサイド電流検出
Rev. 0
+
VTS1 +
I
R4
100kΩ
SURFACE-MOUNT
COMPONENT
－ 26/28 －
13168-081
VSY
ADA4522-2 は、極めて低いオフセット電圧とノイズを持つ高精
度デバイスです。このため、ボード・レベルで ADA4522-2 の最
適性能を実現するために、プリント回路ボード(PCB)のレイアウ
ト設計に注意が必要です。
ADA4522-2
データシート
これらの熱電対効果を小さくするため、熱源により両端が等し
く温度上昇するように抵抗の配置を調節してください。可能な
場合には、入力信号経路に使われている部品は同じ型名やタイ
プのものを同じ数だけ使用して構成し、熱電対接合の特性を整
合させることを推奨します。例えば、ゼロ値抵抗（ショート）
のようなダミー部品を使って、熱電対誤差要因となる接合(反対
側入力パスには同じ形状の実抵抗を実装)を整合させます。マッ
チングした部品を近くに配置することによりゼーベック電圧を
等しくし、熱誤差を相殺させることもます。さらに、同じ長さ
のリードを使って、熱伝導の平衡状態を維持させます。PCB 上
の発熱源をアンプ入力回路からできるだけ離します。
+VSY
ISY+
A1
10kΩ
ADA4522-2
1/2
10kΩ
ISY–
A2
13168-082
グラウンド・プレーンの使用も推奨されます。グラウンド・プ
レーンを使用すると、ボードへの熱伝導によりボード全体の一
定温度維持に役立ち、EMI ノイズの混入も減らすことができま
す。
VOUT
–VSY
図 83. コンパレータ構成 A
コンパレータ動作
+VSY
オペアンプは、出力から反転入力への帰還によるクローズド・ル
ープ構成（帰還回路構成）で動作するように設計されています。
オペアンプとは対照的に、コンパレータはオープン・ループ構成
（無帰還回路構成）で動作し、ロジック回路を駆動するように設
計されています。オペアンプはコンパレータとは異なりますが、
ボード・スペースとコストを節約するためデュアル・オペアン
プの未使用部分をコンパレータとして使用することがあります
が、 ADA4522-2 に関してこれは推奨できません。
A1
10kΩ
ISY+
ADA4522-2
1/2
A2
ISY–
13168-083
10kΩ
図 83 と図 84 に、入力ピンに直列に 10 kΩ 抵抗を接続した、コ
ンパレータとして構成した ADA4522-2 を示します。未使用チャ
ンネルは、入力電圧を電源中点に接続したバッファとして構成し
ています。ADA4522-2 は、ダイオード D5 とダイオード D6 によ
り大きな差動入力電圧から保護された入力デバイスを内蔵して
います(図 70 参照)。これらのダイオードはサブストレート PNP
バイポーラ・トランジスタから構成され、差動入力電圧が約 600
mV を超えると導通します。これらのダイオードは入力から下
側の電源レールまでの電流パスを提供するため、システムの合
計電源電流が増えます。どちらの図のコンパレータ構成でも、同
じ結果が得られます。電源電圧 = 30 V で、ISY+はアンプ 2 個あ
たり 1.55 mA を維持しますが、ISY−はアンプ 2 個あたり 2 mA 近
くに増えます。
VOUT
–VSY
図 84. コンパレータ構成 B
2.2
2.0
ISY PER DUAL AMPLIFIER (mA)
ISY–
1.8
1.6
ISY+
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
VSY (V)
13168-084
0.2
図 85. 電源電圧 (VSY)対アンプ 2 個あたりの電源電流(ISY)
(コンパレータとしての ADA4522-2)
10 kΩ の抵抗はオペアンプ入力に直列に接続することに注意して
ください。小さい抵抗値を使用すると、システムの電源電流が増
えます。オペアンプをコンパレータとして使用することの詳細
については、AN-849 アプリケーション・ノート「Using Op
Amps as Comparators」を参照してください。
Rev. 0
－ 27/28 －
ADA4522-2
データシート
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
IDENTIFIER
0.65 BSC
0.95
0.85
0.75
15° MAX
1.10 MAX
6°
0°
0.40
0.25
0.23
0.09
0.80
0.55
0.40
10-07-2009-B
0.15
0.05
COPLANARITY
0.10
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
図 86. 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)
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
8
4.00 (0.1574)
3.80 (0.1497)
図 87. 8 ピン・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
オーダー・ガイド
Model 1
Temperature Range
Package Description
Package Option
Branding
ADA4522-2ARMZ
ADA4522-2ARMZ-R7
ADA4522-2ARMZ-RL
ADA4522-2ARZ
ADA4522-2ARZ-R7
ADA4522-2ARZ-RL
−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 Mini Small Outline Package [MSOP]
8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP]
8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP]
8-Lead Small Outline Package [SOIC_N]
8-Lead Small Outline Package [SOIC_N]
8-Lead Small Outline Package [SOIC_N]
RM-8
RM-8
RM-8
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A39
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Z = RoHS 準拠製品。
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