高电压、低噪声、低失真、 单位增益稳定的高速运算放大器 ADA4898-1/ADA4898-2 连接图 产品特性 超低噪声 0.9 nV/√Hz 2.4 pA/√Hz 1.2 nV/√Hz(10 Hz) 超低失真：-93 dBc(500 kHz) 宽电源电压范围：±5 V至±16 V 高速 -3 dB带宽：65 MHz (G = +1) 压摆率：55 V/μs 单位增益稳定 低输入失调电压：160 μV(最大值) 低输入失调电压漂移：1 低输入偏置电流：-0.1 μA 低输入偏置电流漂移：2 nA /°C 电源电流：8 mA 单通道8引脚封装产品具有掉电保护特性 ADA4898-1 TOP VIEW (Not to Scale) 型运算放大器，是16-bit和18-bit系统的理想之选，工作电压 范围为±5 V至±16 V。它内置一个线性、低噪声输入级，并具 有内部补偿功能，可实现高压摆率和低噪声。 6 VOUT –VS 4 5 NC 07037-001 +VS +IN 3 ADA4898-2 TOP VIEW (Not to Scale) 8 +VS –IN1 2 7 VOUT2 +IN1 3 6 –IN2 –VS 4 5 +IN2 07037-050 VOUT1 1 图2. 双通道8引脚ADA4898-2 SOIC_N_EP (RD-8-2) 10 10 CURRENT VOLTAGE 1 1 CURRENT NOISE (pA/√Hz) ADA4898是一款超低噪声和失真、单位增益稳定、电压反馈 PD 7 图1. 单通道8引脚ADA4898-1 SOIC_N_EP (RD-8-1) VOLTAGE NOISE (nV/√Hz) 概述 8 NC = NO CONNECT 应用 仪器仪表 有源滤波器 DAC缓冲器 SAR ADC驱动器 光电系统 NC 1 –IN 2 此及其灵活通用，内置的消除电路可降低输入偏置电流。 ADA4898采用8引脚SOIC封装，内置裸露金属焊盘，改善 0.1 1 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 0.1 100k 07037-002 ADA4898具有宽电源电压范围、低失调电压和宽带宽，因 图3. 输入电压噪声和电流噪声与频率的关系 了功耗和负电源层的散热性能,显著优于传统的塑料封装。 ADA4898的额定工作温度范围为-40°C至+105℃扩展工业 温度范围。 Rev. D 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 patentsor 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 ©2008-2012 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。 ADA4898-1/ADA4898-2 目录 产品特性 ............................................................................................1 工作原理 ......................................................................................... 14 应用.....................................................................................................1 PD ADA4898-1的(掉电)引脚 ................................................ 14 典型连接图........................................................................................1 0.1 Hz至10 Hz噪声 .................................................................. 14 概述.....................................................................................................1 应用信息 ......................................................................................... 15 修订历史 ............................................................................................2 大反馈电阻下的增益操作 ..................................................... 15 技术规格 ............................................................................................3 不同增益下的推荐值.............................................................. 15 ±15 V电源.....................................................................................3 噪声 ............................................................................................ 16 ±5 V电源.......................................................................................4 电路考虑.................................................................................... 16 绝对最大额定值...............................................................................5 PCB布局..................................................................................... 16 热阻 ...............................................................................................5 电源旁路.................................................................................... 16 最大功耗.......................................................................................5 接地 ............................................................................................ 16 ESD警告........................................................................................5 外形尺寸 ......................................................................................... 17 引脚配置和功能描述 ......................................................................6 订购指南.................................................................................... 17 典型工作特性 ...................................................................................7 测试电路 ..........................................................................................13 修订历史 2012年5月-修订版C至修订版D 更改图2的标题 .................................................................................1 更新“外形尺寸”..............................................................................17 更改“订购指南”..............................................................................17 2010年2月—修订版B至修订版C 增加ADA4898-2 ........................................................................ 通篇 修改“特性”部分................................................................................1 更改表1 ..............................................................................................3 更改表2 ..............................................................................................4 更改图38、图40和图41 ................................................................14 更改图46 ..........................................................................................15 更改图47 ..........................................................................................16 更改PCB布局部分 .........................................................................17 更改“订购指南”..............................................................................20 2009年6月—修订版A至修订版B 更改概述部分 ...................................................................................1 增加图32 ..........................................................................................12 增加图41 ..........................................................................................13 更改PD(掉电)引脚部分................................................................14 增加表6 ............................................................................................14 更改图45 ..........................................................................................15 2008年8月—修订版0至修订版A 更改概述部分 .................................................................................. 1 更改表5 ............................................................................................. 6 更改图17 ........................................................................................... 9 更改图28 ......................................................................................... 10 更改图29和图32 ............................................................................ 11 增加“0.1 Hz至10 Hz噪声”部分 .................................................. 14 增加图42和图43；重新按序编号 ............................................. 14 更改“接地”部分............................................................................. 16 更新“外形尺寸”............................................................................. 17 2008年5月—版本0:初始版 更改技术规格部分 ..........................................................................3 更改图29和图31 .............................................................................11 Rev. D | Page 2 of 20 ADA4898-1/ADA4898-2 技术规格 ±15 V电源 除非另有说明，TA = 25°C，G = +1，RF = 0 Ω，RG开路，RL = 1 kΩ至GND(G > 1, RF = 100 Ω)。 表1. 参数 动态性能 -3 dB带宽 0.1 dB平坦度带宽 压摆率 0.1%建立时间 噪声/失真性能 谐波失真SFDR 输入电压噪声 输入电流噪声 直流性能 输入失调电压 输入失调电压漂移 输入偏置电流 输入偏置失调电流 输入偏置电流漂移 开环增益 输入特性 输入电阻 输入电容 输入共模电压范围 共模抑制比 PD (掉电)引脚(ADA4898-1) PD 输入电压 PD 开启时间 PD 关闭时间 输入漏电流 输出特性 输出电压摆幅 线性输出电流 短路电流 关断隔离 电源 工作范围 每个放大器的静态电流 正电源抑制比 负电源抑制比 条件 最小值 典型值 最大值 单位 VOUT = 100 mV 峰峰值 VOUT = 2 V 峰峰值 G = +2, VOUT = 2 V 峰峰值 VOUT = 5 V 阶跃 VOUT = 5 V 阶跃 65 14 3.3 55 85 MHz MHz MHz V/µs ns f = 100 kHz, VOUT = 2 V 峰峰值 f = 500 kHz, VOUT = 2 V 峰峰值 f = 1 MHz, VOUT = 2 V 峰峰值 f = 1 kHz f = 1 kHz −116 −93 −79 0.9 2.4 dBc dBc dBc nV/√Hz pA/√Hz RF = 1 kΩ, 参见图43 RF = 1 kΩ, 参见图43 RF = 1 kΩ, 参见图43 RF = 1 kΩ, 参见图43 RF = 1 kΩ, 参见图43 VOUT = ±5 V 99 20 1 −0.1 0.03 2 103 −103 5 30 3.2 2.5 ±11 −126 kΩ MΩ pF pF V dB ≤−14 ≥−13 100 20 0.1 −0.2 V V ns s µA µA −11.7 至 +12.1 −12.8 至 +12.7 40 150 80 V V mA mA dB 差模 共模 差模 共模 参见图43 VCM = ±2 V 芯片掉电 芯片使能 VOUT = 100 mV 峰峰值 VOUT = 100 mV 峰峰值 PD = +VS PD = −VS RL // (RF + RG) = 500 Ω, 见图43 RL // (RF + RG) = 1 kΩ, 见图43 f = 100 kHz, SFDR = −70 dBc, RL = 150 Ω 吸电流/源电流 f = 1 MHz, PD = −VS −11.0 至 +11.8 −12.5 至 +12.5 ±4.5 PD = +VS PD = −VS +VS = 15 V 至 17 V, −VS = −15 V +VS = 15 V, −VS = −15 V 至 −17 V Rev. D | Page 3 of 20 −98 −100 7.9 0.1 −107 −114 125 −0.4 0.3 ±16.5 8.7 0.3 µV µV/°C µA µA nA/°C dB V mA mA dB dB ADA4898-1/ADA4898-2 ±5 V电源 除非另有说明，TA = 25°C，G = +1，RF = 0 Ω，RG开路，RL = 1 kΩ至GND(G > 1, RF = 100 Ω)。 表2 . 参数 动态性能 -3 dB带宽 0.1 dB平坦度带宽 压摆率 0.1%建立时间 噪声/失真性能 谐波失真SFDR 输入电压噪声 输入电流噪声 直流性能 输入失调电压 输入失调电压漂移 输入偏置电流 输入偏置失调电流 输入偏置电流漂移 开环增益 输入特性 输入电阻 输入电容 输入共模电压范围 共模抑制比 PD (掉电)引脚(ADA4898-1) PD 输入电压 PD 开启时间 PD 关闭时间 输入漏电流 输出特性 输出电压摆幅 线性输出电流 短路电流 关断隔离 电源 工作范围 每个放大器的静态电流 正电源抑制比 负电源抑制比 条件 最小值 VOUT = 100 mV 峰峰值 VOUT = 2 V 峰峰值 G = +2, VOUT = 2 V 峰峰值 VOUT = 2 V 阶跃 VOUT = 2 V 阶跃 差模 共模 差模 共模 参见图43 ∆V CM = 1 V 峰峰值 87 30 1 −0.1 0.05 2 94 −102 5 30 3.2 2.5 −3 至 +2.5 −120 ±3.1 ±3.3 Rev. D | Page 4 of 20 −95 −97 dBc dBc dBc nV/√Hz pA/√Hz 160 −0.5 0.3 µV µV/°C µA µA nA/°C dB kΩ MΩ pF pF V dB ≤−4 ≥−3 100 20 0.1 −2 µA µA ±3.2 ±3.4 8 150 80 V V mA mA dB ±4.5 PD = +VS PD = −VS +VS = 5 V 至 7 V, −VS = −5 V +VS = 5 V, −VS = −5 V 至 −7 V 单位 MHz MHz MHz V/µs ns −110 − 95 −78 0.9 2.4 芯片掉电 芯片使能 VOUT = 100 mV 峰峰值 VOUT = 100 mV 峰峰值 PD = +VS PD = −VS RL // (RF + RG) = 500 Ω, 见图43 RL // (RF + RG) = 1 kΩ, 见图43 f = 100 kHz, SFDR = −70 dBc, RL = 150 Ω 吸电流/源电流 f = 1 MHz, PD = −VS 最大值 57 12 3 50 90 f = 100 kHz, VOUT = 2 V 峰峰值 f = 500 kHz, VOUT = 2 V 峰峰值 f = 1 MHz, VOUT = 2 V 峰峰值 f = 1 kHz f = 1 kHz RF = 1 kΩ, 参见图43 RF = 1 kΩ, 参见图43 RF = 1 kΩ, 参见图43 RF = 1 kΩ, 参见图43 RF = 1 kΩ, 参见图43 VOUT = ±1 V 典型值 7. 5 0.1 −100 −104 V V ns ±16.5 8.4 0.2 V mA mA dB dB ADA4898-1/ADA4898-2 绝对最大额定值 表3 . 气流可增强散热，从而有效降低θJA。此外，更多金属直接 参数 电源电压 功耗 差模输入电压 共模输入电压 存储温度范围 工作温度范围 引脚温度(焊接，10秒) 结温 与金属走线的封装引脚、通孔、接地和电源层接触，这同 样可降低θJA。封装底部裸露的焊盘必须焊接到与铜层热相 连的PCB接口上的焊盘，从而实现指定的θJA。 图 4显 示 JEDEC标 准 4层 板 上 的 单 通 道 和 双 通 道 8引 脚 SOIC_N_EP封装的最大功耗与环境温度的关系，其底部焊 盘焊接到与PCB 层热相连的焊盘。θJA值为近似值。 5.0 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 器件的可靠性。 热阻 θJA针对最差条件，即零气流时器件焊接在电路板上(即其焊 盘焊接到PCB表面上的焊盘)，其中PCB接口与铜层热相连。 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它 4.5 4层板上的单通道8引脚SOIC_N_EP 4层板上的双通道8引脚SOIC_N_EP 3.5 ADA4898-2 3.0 2.5 ADA4898-1 2.0 1.5 1.0 0.5 0 –40 –30 –20 –10 0 表4 . 封装类型 4.0 θJA 47 42 θJC 29 29 单位 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 AMBIENT TEMPERATURE (°C) °C/W °C/W 07037-003 额定值 36 V 参见图4 ±1.5 V ±11.4 V -65°C至+150°C -40°C至+105°C 300°C 150°C 图4. 最大功耗与环境温度的关系 ESD警告 最大功耗 ADA4898封装内的最大安全功耗受限于相应的芯片结温 (TJ)的升高情况。达到玻璃化转变温度150°C左右时，塑料 的特性会发生改变。即使只是暂时超过这一温度限值也会 改变封装对芯片作用的应力，从而永久性地转变ADA4898 的参数性能。长时间超过150°C的结温会导致芯片器件出 现变化，因而可能造成故障。 封装的功耗(PD)为静态功耗与封装中输出负载驱动所导致 的功耗之和，而静态功耗则为电源引脚之间的电压(VS)乘 以静态电流(IS)。负载驱动所导致的功耗取决于具体应用， 对于各输出，负载驱动所导致的功耗等于负载电流乘以器 件内的相关压降。上述计算中必须使用RMS电压和电流。 Rev. D | Page 5 of 20 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。 ADA4898-1/ADA4898-2 引脚配置和功能描述 ADA4898-1 NC 1 8 PD –IN 2 7 +VS +IN 3 6 VOUT –VS 4 5 NC NOTES 1. EXPOSED PAD CAN BE CONNECTED TO THE NEGATIVE SUPPLY (−VS) OR LEFT FLOATING. 07037-046 TOP VIEW (Not to Scale) 图5. 单通道8引脚SOIC_N_EP引脚配置 表5. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 引脚名称 NC −IN +IN −VS NC VOUT +VS PD EP 描述 不连接。 反相输入。 同相输入。 负电源。 不连接。 输出。 正电源。 掉电(−)。 裸露焊盘。可以连接到负电源(−VS)或悬空。 ADA4898-2 VOUT1 1 8 +VS –IN1 2 7 VOUT2 +IN1 3 6 –IN2 –VS 4 5 +IN2 NOTES 1. EXPOSED PAD CAN BE CONNECTED TO THE NEGATIVE SUPPLY (−VS) OR LEFT FLOATING. 07037-051 TOP VIEW (Not to Scale) 图6. 双通道8引脚SOIC_N_EP引脚配置 表6. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 引脚名称 VOUT1 −IN1 +IN1 −VS +IN2 −IN2 VOUT2 +VS EP 描述 输出1。 反相输入1。 同相输入1。 负电源。 同相输入2。 反相输入2。 输出2。 正电源。 裸露焊盘。可以连接到负电源(−VS)或悬空。 Rev. D | Page 6 of 20 ADA4898-1/ADA4898-2 典型工作特性 2 –2 G = +2 RF = 100Ω –3 –4 –5 G = +5 RF = 100Ω –6 –7 –8 –9 –10 RL = 1kΩ VOUT = 100mV p-p VS = ±15V –11 –12 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 0 –1 –2 G = +2 RF = 100Ω –3 –4 –5 –6 –7 G = +5 RF = 100Ω –8 –9 –10 RL = 1kΩ VOUT = 2V p-p VS = ±15V –11 –12 1 0 RL = 1kΩ CLOSED-LOOP GAIN (dB) –1 –2 RL = 100Ω –3 –4 RL = 200Ω –5 –6 –7 –8 –9 –10 –3 10 100 FREQUENCY (MHz) 100 –5 –6 –7 –8 –9 G = +1 VOUT = 2V p-p VS = ±15V –12 1 TA = +105°C 1 图11. 不同负载下的大信号频率响应 2 TA = +85°C 0 –1 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 TA = +25°C –3 TA = 0°C –4 –5 TA = –40°C –6 –7 –8 –9 G = +1 RL = 1kΩ VOUT = 100mV p-p VS = ±15V –11 1 TA = +85°C –2 TA = +25°C –3 –4 –5 TA = 0°C –6 –7 TA = –40°C –8 –9 G = +1 RL = 1kΩ VOUT = 2V p-p VS = ±15V –10 –11 10 FREQUENCY (MHz) 100 07037-006 –10 TA = +105°C 1 –1 –2 10 FREQUENCY (MHz) 图8. 不同负载下的小信号频率响应 2 RL = 200Ω RL = 100Ω –4 –11 07037-005 1 –2 –10 G = +1 VOUT = 100mV p-p VS = ±15V –11 RL = 1kΩ –1 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 100 1 1 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 100 图10. 不同增益下的大信号频率响应 3 2 –12 10 FREQUENCY (MHz) 图7. 不同增益下的小信号频率响应 –12 G = +1 RF = 100Ω 07037-007 –1 G = +1 RF = 0Ω 1 07037-008 0 07037-004 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 1 3 G = +1 RF = 0Ω 07037-009 G = +1 RF = 100Ω 2 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 3 –12 1 10 FREQUENCY (MHz) 图12. 不同温度下的大信号频率响应 图9. 不同温度下的小信号频率响应 Rev. D | Page 7 of 20 ADA4898-1/ADA4898-2 2 2 1 1 0 –3 –4 VS = ±5V –5 –6 –7 –8 –9 –10 –4 VS = ±5V –5 –6 –7 –8 –9 G = +1 RL = 1kΩ VOUT = 2V p-p –11 1 10 100 FREQUENCY (MHz) –12 1 10 图13. 不同电源电压下的小信号频率响应 1.0 0.9 CL = 5pF 0.8 1 0.7 –1 –2 NORMALIZED GAIN (dB) CL = 0pF –3 –4 CL = 33pF –5 –6 –7 –8 –9 CL = 15pF G = +1 RL = 1kΩ VOUT = 100mV p-p VS = ±15V –10 –11 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0 –0.1 –0.3 –0.4 1 10 100 FREQUENCY (MHz) VOUT = 2V p-p G = +2 RL = 1kΩ VS = ±15V –0.5 100k 1M FREQUENCY (Hz) 图17. 不同输出电压下的0.1 dB平坦度 图14. 不同容性负载下的小信号频率响应 100 INPUT CURRENT NOISE (pA/ Hz) 10 1 1 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 07037-012 VOLTAGE NOISE (nV/√Hz) VOUT = 0.1V p-p 0.1 –0.2 07037-011 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 0.1 10M 图16. 不同电源电压下的大信号频率响应 3 2 –12 100 FREQUENCY (MHz) 图15. 电压噪声与频率的关系 10 1 1 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 图18. 输入电流噪声与频率的关系 Rev. D | Page 8 of 20 100k 07037-035 –12 VS = ±15V –3 –10 G = +1 RL = 1kΩ VOUT = 100mV p-p –11 –2 07037-013 –2 –1 07037-014 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VS = ±15V –1 07037-010 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 ADA4898-1/ADA4898-2 –90 –110 60 –120 50 –130 40 –140 GAIN 30 –150 20 –160 10 –170 0 –180 –10 –190 –20 100k 1M 10M 100M –105 –200 1G FREQUENCY (Hz) –110 HD2 –115 –120 –125 HD3 –130 –135 1 0 –20 DISTORTION (dBc) G = +2, HD2, RF = 250Ω –60 –80 G = +1, HD3 G = +1, HD2 G = +1 VS = ±5V VOUT = 2V p-p RL = 100Ω, HD3 –40 RL = 100Ω, HD2 –60 –80 RL = 1kΩ, HD3 –100 RL = 1kΩ, HD2 10M FREQUENCY (Hz) –140 100k 图20. 谐波失真与频率和增益的关系 G = +1 VS = ±15V VOUT = 2V p-p 图23 谐波失真与频率和负载的关系 0.14 RL = 100Ω, HD3 VOUT = 100mV p-p G = +1 0.12 R = 1kΩ L VS = ±15V 0.10 OUTPUT VOLTAGE (V) –40 –60 RL = 100Ω, HD2 –80 –100 RL = 1kΩ, HD3 0.08 RL = 1kΩ, HD2 10M 07037-018 FREQUENCY (Hz) CL = 0pF 0.06 0.04 0.02 –0.02 1M CL = 15pF CL = 5pF 0 –120 –140 100k 10M 1M FREQUENCY (Hz) 07037-020 1M 07037-017 –140 100k DISTORTION (dBc) 6 –120 –120 –20 5 图21 谐波失真与频率和负载的关系 –0.04 CL = 33pF TIME (20ns/DIV) 图24. 不同容性负载下的小信号瞬态响应 Rev. D | Page 9 of 20 07037-021 DISTORTION (dBc) G = +2, HD3, RF = 250Ω –40 0 4 图22. 谐波失真与输出幅度的关系 0 –100 3 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 图19. 开环增益和相位与频率的关系 RL = 1kΩ VS = ±15V –20 VOUT = 2V p-p 2 07073-019 –100 70 DISTORTION (dBc) PHASE f = 100kHz G = +1 RL = 1kΩ VS = ±15V –100 OPEN-LOOP PHASE (Degrees) 90 80 –80 07037-016 ΔVOUT = ±5V VS = ±15V 100 OPEN-LOOP GAIN (dB) –95 –70 110 ADA4898-1/ADA4898-2 2.5 G = +1 2.0 0.08 OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 0.10 G = +2 0.06 0.04 0.02 0 1.5 VS = ±5V 1.0 0.5 VS = ±15V 0 –0.04 07037-022 –0.02 TIME (20ns/DIV) –0.5 2.5 2.5 VOUT = 2V p-p G = +1 RL = 100Ω 1.5 2.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 2.0 VS = ±5V 1.0 0.5 VS = ±15V –0.5 VOUT = 2V p-p RL = 1kΩ VS = ±15V 1.5 G = +2 1.0 0.5 G = +1 0 07037-023 0 TIME (100ns/DIV) 图28. 不同电源电压下的大信号瞬态响应，RL = 1 kΩ 图25. 不同增益下的小信号瞬态响应 OUTPUT VOLTAGE (V) VOUT = 2V p-p G = +1 RL= 1kΩ TIME (100ns/DIV) –0.5 图26. 不同电源电压下的大信号瞬态响应，RL = 100 Ω 07037-024 VOUT = 100mV p-p RL=1kΩ 0.12 V = ±15V S 07037-025 0.14 TIME (100ns/DIV) 图29. 不同增益下的大信号瞬态响应 10k G = +1 RL = 1kΩ VOUT = 5V p-p VS = ±15V OUTPUT 0.4 ∆t = 85ns 0.1 0 –0.1 –0.2 100 10 PD HIGH 1 G = +1 RF = 0Ω VS = ±15V –0.3 –0.4 –0.5 TIME (10ns/DIV) 0.1 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 图30. 输出阻抗与频率的关系 图27. 建立时间 Rev. D | Page 10 of 20 100M 07037-028 0.2 INPUT 07037-026 SETTLING TIME (%) 0.3 PD LOW 1k OUTPUT IMPEDANCE (Ω) 0.5 ADA4898-1/ADA4898-2 ∆VCM = 100mV p-p –60 –80 –100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 3 9 POSITIVE SWING, VS = +5V 6 2 3 1 100 1000 0 4000 LOAD RESISTANCE (Ω) 图34. 输出摆幅与负载的关系，G = +2， 负载 = RL // (RF + RG ) 图31. 共模抑制比(CMRR)与频率的关系 –45 –40 G = +1 RL = 1kΩ –50 VOUT = 2V p-p VOUT = 0.1V p-p VOUT = 2V p-p –65 +IN1 TO VOUT2, VS = ±5V +IN1 TO VOUT2, VS = ±15V –60 –55 CROSSTALK (dB) PD ISOLATION (dB) NEGATIVE SWING, 4 VS = –5V NEGATIVE SWING, VS = –15V 0 50 07037-029 G = +1 RF = 0Ω RL = 100Ω VS = ±15V –120 12 OUTPUT VOLTAGE SWING (V), VS = ±5V CMRR (dB) –40 POSITIVE SWING, VS = +15V 07037-100 OUTPUT VOLTAGE SWING (V), VS = ±15V ∆VCM = 1V p-p –20 –140 100 5 15 0 –70 –80 +IN2 TO VOUT1, VS = ±15V –90 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 07037-031 –75 100k 图32. PD输入至输出隔离与频率的关系 –20 –60 G = +1 RF = 0Ω RL = 100Ω VS = ±15V VOUT = 2V p-p –100 –120 100 –PSRR 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 10M 07037-030 PSRR (dB) –40 +PSRR –110 1 10 FREQUENCY (MHz) 图35. 串扰与频率的关系 0 –80 +IN2 TO VOUT1, VS = ±5V –100 图33. 电源抑制比(PSRR)与频率的关系 Rev. D | Page 11 of 20 100 07037-101 G = +1 RL = 1kΩ VS = ±15V ADA4898-1/ADA4898-2 1000 1000 N = 6180 MEAN: –0.13 SD: 0.02 VS = ±15V 800 N = 6180 MEAN: 27 SD: 20 VS = ±15V 800 COUNT 400 –0.20 –0.15 –0.10 INPUT BIAS CURRENT (µA) –0.05 0 0 –60 –30 0 30 60 90 INPUT OFFSET VOLTAGE (µV) 图37. 输入失调电压分布图(VS = ±15 V) 图36. 输入偏置电流分布图 Rev. D | Page 12 of 20 120 07037-033 0 –0.25 400 200 200 07037-032 COUNT 600 600 ADA4898-1/ADA4898-2 测试电路 + +VS 10µF +VS 10µF + RG 0.1µF 0.1µF VOUT IN VOUT IN RL 49.9Ω RF 49.9Ω 0.1µF RL 0.1µF 10µF –VS 07037-055 07037-052 + + 10µF CL –VS 图41. 典型容性负载配置 图38. 典型同相负载配置 +VS +VS AC 10µF + 49.9Ω 0.1µF VOUT VOUT RL RL 49.9Ω 07037-053 –VS –VS 图42. 负电源抑制 图39. 正电源抑制 10µF RIN = 20Ω +VS +VS + –IB IN-AMP 1kΩ VOUT 1kΩ +IB RL 1kΩ VCONTROL 0.1µF 10µF –VS 07037-054 + 53.6Ω VOUT 0.1µF 1kΩ IN RF = 1kΩ 1kΩ –VS 200Ω 图43. 直流测试电路 图40. 共模抑制 Rev. D | Page 13 of 20 07037-139 + 0.1µF AC 07037-056 10µF ADA4898-1/ADA4898-2 工作原理 ADA4898是一款电压反馈型运算放大器，具有单位增益 表7. 掉电电压控制 稳定性，输入噪声低至0.9 nV/√Hz。它采用高度线性的输入 PD 引脚 级；在单位增益配置下，它可以在高达600 kHz时保持−90 dBc 省电模式 (2 V峰峰值下)以上的失真性能。这种少有的单位增益稳定 0.1 Hz至10 Hz噪声 性、低折合到输入端噪声和极低的失真特性组合，是ADI ±15 V ≤−14 V ±10 V ≤−9 V ±5 V ≤−4 V 图45显示了ADA4898的0.1 Hz至10 Hz电压和电流噪声。峰峰 公司专有运放架构和高压双极性处理工艺技术的结晶。 值噪声电压低于0.5 µV。图46所示电路用于测量低频噪声。 如图44所示，ADA4898的简化拓扑结构是一个采用单位增益 它采用一个约0.1 Hz和10 Hz的带通滤波器，以及一个馈入 输出缓冲器的单增益级。它具有100 dB以上的开环增益，诸 仪表放大器的高增益级。 如CMRR、PSRR和失调之类的精密特性足以与具有两个或 0.5 更多增益级的拓扑结构相媲美。 0.4 RL CC 图44. 拓扑结构 PD ADA4898-1的(掉电)引脚 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 PD引脚通过降低器件消耗的静态电流来节省功耗。当功耗 –0.4 是一个问题，并且器件不需要一直开启时，这是一个非常 –0.5 有用的功能。从掉电模式进入全功率工作模式时，器件响 0 2 4 6 8 10 12 TIME (s) 14 16 18 20 07037-047 R1 VOUT 07037-041 BUFFER gm OUTPUT VOLTAGE (µV) 0.3 图45. 0.1 Hz至10 Hz噪声 应迅速。注意，PD未将输出置于高阻态，因此ADA4898不 宜用作多路复用器。如果PD引脚悬空，该放大器将始终以 全功率模式工作。 FARADAY CAGE +VR = +5V +IN 50Ω +VS = +9V 1kΩ 1µF +IN –IN –VR = –5V AD743 806kΩ 806kΩ 2 OUT 15.8kΩ 1µF –IN +VS = +9V (BATTERY) 7805 1 10nF 3 10nF 4 RG –IN +IN –VS AD620 RG +VS OUTPUT 8 7 6 REF 5 +VS = +9V 10nF TEK TDS 754A SCOPE COAX IN FLOATING SHIELD 13kΩ +VR = +5V 13Ω 10nF –VS = –9V –VS = –9V 7905 –VR = –5V –VS = –9V (BATTERY) 07037-048 50Ω DUT ADA4898-1 R = 5.36kΩ, GAIN APPROX. 10Ω MOMENTARY 图46. 低频噪声电路 Rev. D | Page 14 of 20 ADA4898-1/ADA4898-2 应用信息 12 G = +2 RL = 1kΩ 9 VS = ±15V 差无几。唯一的例外是反馈电容与反馈电阻RF并联，但这 一电容仅在RF值较大(>300 Ω)时才推荐使用。图48显示了 使用100 Ω电阻与使用1 kΩ反馈电阻的区别。使用较大的反 馈电阻时，由于ADA4898中存在大输入电容，因此闭环增 益会出现较高的峰化现象。使用较小的反馈电阻可以解决 这一问题，但在RF为100 Ω的情况下，当工作电源电压较 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 图47所示的ADA4898同相增益配置原理图与教科书范例相 RF = 1kΩ 6 RF = 100Ω 3 RF = 1kΩ, CF = 2.7pF 0 –3 –6 –9 高(±15 V)时，系统会将大量额外电流流入反馈网络。为避 –12 免这个问题，可以将一个较大的反馈电阻与一个反馈电容 –15 100k 1M 10M 并联使用。图48显示了将一个反馈电容与较大RF并联的效 FREQUENCY (Hz) 果。在此2倍增益配置中，RF = RG = 1 kΩ，CF = 2.7 pF。使 图48. 不同反馈阻抗下的小信号频率响应 用CF后，峰化从6 dB降至2 dB以下。 不同增益下的推荐值 CF 表8为确定不同增益和相关的性能提供了有用的参考。对 RF +VS 于1倍以上的增益，RF设置为100 Ω。较小的反馈电阻值(RF) 10µF 可以降低峰化以及对放大器整体噪声性能的影响。 + RF 100M 07037-044 大反馈电阻下的增益操作 0.1µF VOUT RL VIN 0.1µF 10µF –VS 07037-043 + RT 图47. 同相增益原理图 表8. 增益和相关的推荐电阻值(条件：VS = ±5 V，TA = 25°C，RL = 1 kΩ，RT = 49.9 Ω) Gain +1 +2 +5 RF (Ω) 0 100 100 RG (Ω) 不适用 100 24.9 −3 dB SS带宽(MHz)， VOUT = 100 mV峰峰值 65 30 9 Slew Rate (V/μs), VOUT= 2 V Step 55 50 45 Rev. D | Page 15 of 20 ADA4898电压噪声 (nV/√Hz)，RTO 0.9 1.8 4.5 总系统噪声(nV/√Hz)，RTO 1.29 3.16 7.07 ADA4898-1/ADA4898-2 噪声 在对噪声十分敏感的应用中，必须注意不要将其它较大噪 要分析放大器电路的噪声性能，须明确噪声源，然后确定 声源引入放大器。每个电阻都是一个噪声源。关注设计、 各噪声源对放大器的整体噪声性能是否有重大影响。为了 布局布线和器件选择这几个方面对于保持低噪声性能至关 简化噪声计算，可以用噪声频谱密度来代替实际电压，从 重要。该放大器和相关电阻的噪声性能如表8所示。 而将带宽排除在计算公式之外。噪声频谱密度一般用 nV/¡ÌHz表示，相当于1 Hz带宽中的噪声。 电路考虑 对ADA4898电路板进行布局布线时，务必小心谨慎，一丝 图49所示的噪声模型具有6个独立的噪声源：三个电阻的 不苟，力求实现最佳性能。电源旁路、寄生电容和器件选 约翰逊噪声、运放电压噪声和放大器各输入端的电流噪 择都会影响放大器的整体性能。 声。每个噪声源都会贡献一定的输出端噪声。噪声一般是 PCB布局 折合到输入端(RTI)，但计算折合到输出端(RTO)噪声往往 更容易，然后将其除以噪声增益便得到RTI噪声。 应不含铜，防止接地输入引脚与接地输出引脚之间形成寄 R2 A VN, R1 4kTR1 VN, R3 R1 IN+ 4kTR3 VN2 + 4kTR3 + 4kTR1 RTI NOISE = 单个安装焊盘就能增加多达0.2 pF的接地电容。 NOISE GAIN = NG = 1 + R2 R1 IN– VN R3 生电容。如果安装焊盘下面的接地层不干净，SOIC尺寸的 GAIN FROM = A TO OUTPUT 4kTR2 B 板布局布线技术。ADA4898引脚下面的所有接地和电源层 ADA4898的电源旁路已针对频率响应和失真性能进行优 GAIN FROM = – R2 B TO OUTPUT R1 化。图47给出了旁路电容的推荐值和位置。电源旁路对于 R2 R1 + R2 + IN+2R32 + IN–2 R1 × R2 R1 + R2 电源旁路 VOUT 2 电路稳定、频率响应、失真和电源抑制(PSR)性能至关重 要。图47所示的0.1 2 + 4kTR2 R1 R1 + R2 RTO NOISE = NG × RTI NOISE μF电容应尽可能靠近ADA4898的电源 引脚。10 μF电解质电容应与0.1 μF电容相邻，但不必靠近。 2 07037-045 VN, R2 ADA4898的小信号带宽达65 MHz，因此必须采用高频电路 两个电源之间的电容有助于提高电源抑制(PSR)和失真性 能。某些情况下，增加并联电容可以改善频率和瞬态响应 性能。 图49 运算放大器噪声分析模型 接地 所有电阻都具有约翰逊噪声，可通过下式计算： 可能的话，应使用接地层和电源层。它们可以降低电源层 (4kBTR) 及接地回路的电阻和电感。输入和输出端接电阻、旁路电 其中： 容及RG的回路应尽可能靠近ADA4898。输出负载接地和旁 k表示玻尔兹曼常数(1.38 × 10−23 J/K)。 路电容接地应返回至接地层上的同一点，以使走线寄生电 感、响铃振荡和过冲最小，并且提高失真性能。 B表示带宽(单位Hz)。 ADA4898封装具有裸露焊盘。为实现最佳电气和散热性 T表示绝对温度(单位K)。 能，应将此焊盘焊接到负电源层。 R表示电阻(单位Ω)。 一个很容易记住的简单关系是：50 Ω电阻在25°C时产生的约 翰逊噪声为1 nV/√Hz。 Rev. D | Page 16 of 20 ADA4898-1/ADA4898-2 外形尺寸 5.00 (0.197) 4.90 (0.193) 4.80 (0.189) 8 2.29 (0.090) 5 1 2.29 (0.090) 6.20 (0.244) 6.00 (0.236) 5.80 (0.228) TOP VIEW 4 BOTTOM VIEW 1.27 (0.05) BSC (PINS UP) 1.75 (0.069) 1.35 (0.053) 1.65 (0.065) 1.25 (0.049) 0.10 (0.004) MAX COPLANARITY 0.10 SEATING PLANE 0.51 (0.020) 0.31 (0.012) 0.50 (0.020) 0.25 (0.010) 0.25 (0.0098) 0.17 (0.0067) 45° 1.27 (0.050) 0.40 (0.016) 8° 0° COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETER; INCH DIMENSIONS (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN. 07-28-2008-A 4.00 (0.157) 3.90 (0.154) 3.80 (0.150) FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 图50. 8引脚标准小型封装，带裸露焊盘[SOIC_N_EP] (RD-8-1) 尺寸单位：mm和(inch) 8 5 TOP VIEW 1 4 0.10 (0.004) MAX COPLANARITY 0.10 2.41 (0.095) 6.20 (0.244) 6.00 (0.236) 5.80 (0.228) BOTTOM VIEW 1.27 (0.05) BSC (PINS UP) 0.50 (0.020) 0.25 (0.010) 1.65 (0.065) 1.25 (0.049) 1.75 (0.069) 1.35 (0.053) 0.51 (0.020) 0.31 (0.012) FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 3.098 (0.122) SEATING PLANE 0.25 (0.0098) 0.17 (0.0067) 8° 0° 45° 1.27 (0.050) 0.40 (0.016) COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETER; INCH DIMENSIONS (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN. 07-28-2008-A 4.00 (0.157) 3.90 (0.154) 3.80 (0.150) 5.00 (0.197) 4.90 (0.193) 4.80 (0.189) 图51. 8引脚标准小型封装，带裸露焊盘[SOIC_N_EP] (RD-8-2) 尺寸单位：mm和(inch) 订购指南 型号1 ADA4898-1YRDZ ADA4898-1YRDZ-R7 ADA4898-1YRDZ-RL ADA4898-2YRDZ ADA4898-2YRDZ-R7 ADA4898-2YRDZ-RL ADA4898-1YRD-EBZ ADA4898-2YRD-EBZ 1 温度范围 −40°C 至 +105°C −40°C 至 +105°C −40°C 至 +105°C −40°C 至 +105°C −40°C 至 +105°C −40°C 至 +105°C 封装描述 8引脚 SOIC_N_EP 8引脚 SOIC_N_EP 8引脚 SOIC_N_EP 8引脚 SOIC_N_EP 8引脚 SOIC_N_EP 8引脚 SOIC_N_EP 评估板 评估板 Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. D | Page 17 of 20 封装选项 RD-8-1 RD-8-1 RD-8-1 RD-8-2 RD-8-2 RD-8-2 订购数量 98 1,000 2,500 98 1,000 2,500 ADA4898-1/ADA4898-2 注释 Rev. D | Page 18 of 20 ADA4898-1/ADA4898-2 注释 Rev. D | Page 19 of 20 ADA4898-1/ADA4898-2 注释 ©2008-2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D07037sc-0-5/12(D) Rev. D | Page 20 of 20