INA826(低功耗寬電壓RR儀放)

1、 INA826（低功耗、寬電壓、RR儀表放大器）Features單電源、雙電源供電均可。2.7V36V或1.35V18V。帶寬：1MHz（G=1）、60kHz（G=100）、6kHz（G=1000）電源電流200uAoRR輸入輸出。輸入失調(diào)電壓:150uV（遠遠大于INA333的25uV）Description1.增益設置范圍：11000通過內(nèi)部把電流限制在8mA,貝慚入端所設置的保護電路能使芯片耐受高達土40V的輸入過電壓。ElectricalCharacteristics負載電容穩(wěn)定性：1000pF等效輸入失調(diào)電壓（RTI）：輸入失調(diào)Vosi+輸出失調(diào)Vsos/GRFI濾波器-3dB截止頻

2、率：20MHz共模輸入電壓范圍（Vcm）：（V-）（V+）+1轉(zhuǎn)換速率：1V/uSTypicalCharacteristic輸出擺幅隨著輸出電流的增加而急劇減小。見Figure47、Figure48。注意測試條件是Vs=2.7V,負電源軌是0V。同時在測試條件中RL=10kQ。所以當RR輸出的條件是輸出電流不超過2mA。但是當Vs=15V時，情況要好得多。見Figure45、Figure46。大信號頻率響應見Figure49。輸出擺幅在高頻時受限于轉(zhuǎn)換速率。Vs=15V時以10kHz為分界點；Vs=5V時以80kHz為分界點。超容性負載的小信號響應。當負載電容分別為0pF、100pF、220p

3、F、500pF、1000pF逐漸增大時，輸出脈沖的振鈴也逐漸加大，直至振蕩。同時，G越小，反饋越深，越易自激。見Figure5154。輸入失調(diào)電壓的變化與預熱時間。在沒有預熱時，輸入失調(diào)電壓會有10uV的變動，而預熱10秒后,變動趨于零。ApplicationInformation良好的布局要求旁路電容盡可能靠近器件引腳。INA826的輸出時相對于參考端REF的，該端通常接地。為保證良好的CMRR，該端的聯(lián)接必須是低阻抗的。雖然5Q或更低的寄生電阻尚能保證CMRR的技術(shù)指標，但是如果REF端存在串聯(lián)的數(shù)十歐姆的寄生電阻就可導致CMRR的顯著降低（因為降低了輸出級的電路均衡）。Figure58。

4、圖中Rs是當輸入電壓超過（V-）-2V時選用的，否則信號源的驅(qū)動能力就必須限制在3.5mA以內(nèi)（該電阻不影響正常工作）。GainDrift外接的增益設置電阻Rg的穩(wěn)定性和溫度漂移同樣影響增益。其對增益精度和漂移的貢獻可直接根據(jù)增益表達式推導。高增益需要低電阻，但這使得引線電阻變得重要。在增益達到100或更大時，插座（接觸電阻）不僅會與引線電阻相加，而且在增益達到100或更大時，會貢獻一個附加的增益誤差（可能是一個不穩(wěn)定的增益誤差）。要保證穩(wěn)定性，還要避免Rg聯(lián)接端的寄生電容超過數(shù)皮法。同時，仔細匹配Rg兩個聯(lián)接端子的寄生電容，以使得CMRR的頻率特性最優(yōu)化。OffsetTrimming大多數(shù)應

5、用中并不需要對失調(diào)進行微調(diào)，但是如果需要，則可通過在REF端施加電壓進行調(diào)節(jié)。Figure59給出一個對輸出失調(diào)進行微調(diào)的可選電路。施加到REF端的電壓在輸出端被求和。運放緩沖器提供REF端的低阻抗，以維持良好的CMRRo電路解釋：電路中的調(diào)節(jié)范圍為10mV。實際上的調(diào)節(jié)范圍可能更大，但不宜過大。否則難以精密。圖中用REF200恒流源是為了防止電源電壓的波動帶來的影響。InputCommonModeRangeINA826輸入電路的線性輸入范圍擴展到從負電源電壓到比正電源電壓低IV。這個電壓范圍可以維持84dB（最?。┑腃MRRoINA826可以工作在很寬的電源電壓范圍和Vref配置范圍，如果考

6、慮到各種不適用情況，則可對各種可能條件下的共模電壓限制提供更全面的指南。最通常的忽視裹在條件的情況發(fā)生在當電路超過A1和A2的輸出擺幅的時候，它們是不可測量的內(nèi)部電路節(jié)點。計算A1和A2的預期電壓（Figure60）可對最通常過載條件進行檢查。A1和A2的設計是相同的，它們的輸出都能擺動到電源軌的大約100mV以內(nèi)。例如，當A2的輸出飽和，則A1就可連續(xù)處于線性工作狀態(tài)，從而響應其同相輸入端的電壓變化。這種差別就可給出限行工作的表現(xiàn)，但是其輸出是無效的。單電源的儀表放大器有著特別的設計考慮。為了將共模電壓范圍擴展到單電源的地，INA826通過PNP輸入晶體管采用電流反饋技術(shù)。見Figure60

7、o兩個匹配的PNP晶體管Q1和Q2通過一個二極管的壓降將兩個輸入端的輸入電壓向上轉(zhuǎn)移，并且通過反饋網(wǎng)絡將A1和A1的輸出電壓轉(zhuǎn)移了大約+0.8V，這樣當兩個輸入端處于單電源的地（負電源），A1和A2的輸出就很好地處于線性范圍，從而允許用戶實現(xiàn)達到地電位的差動測量。這種輸入電平轉(zhuǎn)移的結(jié)果，使得2腳和3腳的電壓并不與其相應的輸入端電壓（1腳和4腳）相等。在大多數(shù)應用場合，這種不相等并不重要，因為只有增益設置電阻與之相聯(lián)。InsideTheINA826INA826的簡化形式見Figure58。更詳細的電路（見Figure59）有助于理解INA826的內(nèi)部工作。每個電路的輸入保護電路由兩個場效應管組成

8、，在通常的信號條件下，它們具有低串聯(lián)電阻和極好的噪聲性能。當施加過電壓時，這些管子將輸入電流限制在大約8mA（注：管子由可變電阻區(qū)進入恒流區(qū)，從場效應管的Vgs=0的輸出特性曲線上理解）。輸入差動電壓由Q1和Q2緩沖并施加到Rg上，這導致信號電流流過Rg、R1和R2。A3的差動輸出則消除輸入信號中的共模分量并以REF端作為輸出的參考端。Figure60中給出的等式描述了A1和A2的輸出電壓。Vbe電壓和R1和R2的壓降形成了A1和A2的輸出電壓，它比輸入電壓大約高+0.8V。注釋：輸入管Q1和Q2構(gòu)成輸入射極跟隨器，而運放A1和A2與之構(gòu)成電壓串聯(lián)負反饋，且運放本身為開環(huán)狀態(tài)，故可為射隨器提供

9、極高的輸入阻抗。A1和A2的輸出可分為兩部分：靜態(tài)+動態(tài)。其靜態(tài)輸出為：27.4kQ電阻上的壓降+Vbe=27.4kQXIeq+Vbe。對比Figure60中所給出的表達式，可得：27.4kQXIeq=0.125V,從而可得Ieq=5uA。查偏置電流指標為3565nA，則Q1和Q2的B值大約為77147。Vbe+0.125V大約為0.8V,故A1和A2的輸出比輸入大約高出0.8V。從圖中看，A1和A2的同相輸入端和反相輸入端應該等電位，故可得到Q1和Q2的靜態(tài)集電極電流=Vb/RboInputProtectionINA826的兩個輸入端各自都設置了高達土40V的保護電路。例如在一個輸入端有+4

10、0V的電壓而在另一個輸入端有-40V的電壓，這種情況并不會導致?lián)p壞。然而，如果輸入電壓超過（V-）-2V，且信號源的電流驅(qū)動能力又超過3.5mA，則輸出電壓就會切換到另一個極性。但如果在兩個輸入端各串聯(lián)一個10kQ的電阻則很容易避免這種情況。在通常的信號條件下，兩個輸入端的內(nèi)部電路具有很低的串聯(lián)電阻，如果輸入過載，保護電路將會把輸入電流限制在一個大約8mA的安全值，即使沒有聯(lián)接電源或電源關(guān)斷，兩個輸入端依然被保護。InputBiasCurrentReturnPath兩個輸入端必須有對地通路，如果懸浮，則會導致輸入電壓超過最大允許共模電壓。ReferenceTerminalRef端在雙電源供電時

11、接地，而在單電源供電時則應偏置在電源電壓的一半。聯(lián)接在此端的源阻抗不應大于5Q,否則會影響CMRR。故此端應采用跟隨器驅(qū)動。同時此端可用于進行輸出失調(diào)的微調(diào)。DynamicPerformance盡管INA826只有很低的200uA的靜態(tài)電流，但是卻能夠達到比其它INA系列寬得多的帶寬，這是因為采用了TI的高速精密雙極型處理的專利技術(shù)。采用電流反饋技術(shù)即使在高增益時的帶寬，而高達1V/US的轉(zhuǎn)換速率使得即使在高增益條件下依然取得極好的建立時間。Low一VoltageOperationINA826可以工作在低至1.35V的電源電壓。在這個電壓范圍大多數(shù)參數(shù)幾乎不變。在極低電源電壓工作要特別注意將輸

12、入電壓保持在線性范圍以內(nèi)。內(nèi)部節(jié)點對電壓擺幅的要求限制了在低電源電壓情況下的輸入共模電壓范圍。ErrorSource大多數(shù)現(xiàn)代信號調(diào)理系統(tǒng)在室溫下校準誤差，但是要校準因溫度變化而引起的誤差則通常很困難且價昂，所以通過挑選像INA826這樣的高精度元件來最小化這些誤差就很有意義了。它具有改進的技術(shù)指標，適用于沖擊整個系統(tǒng)精度的苛刻領域。像INA826這樣的INA系列在G=1時具有最低的增益誤差，這是因為其內(nèi)部差分放大器的電阻漂移是良好匹配的。而在增益大于1（例如G=10或G=100）時增益誤差就會變成一個可觀的誤差源。這是由于與27.4kQ的反饋電阻相聯(lián)的外部增益電阻漂移的貢獻所致。除非是最大增益的應用情況，相對于其它漂移誤差，增益漂移遠非最大誤差項，例如失調(diào)漂移。在應用市場上，INA826無論是G1還是G=1都能在整個溫度范圍提供最低的增益誤差。LayoutGuidelines聯(lián)線盡可能短，表面貼裝元件盡可能靠近器件引腳，采用PCB大面積鋪地。在電源端并聯(lián)0.1uF電容，并緊挨器件供電端。Others單電源供電情況下，如果共模輸入信號中可能存在負值，則應將兩個輸入端的靜態(tài)電位抬高一個正