ALLGEMEINE BESCHREIBUNG

Diese Verstärkerfamilie zeichnet sich durch einen extrem niedrigen Offset, Drift und Bia scrom aus. Die AD8571/AD8572/AD8574 sind Single-, Dual- bzw. Quad-Verstärker mit Rail-to-Rail-Eingangs- und Ausgangsschwingungen. Alle sind garantiert für den Betrieb mit einer Versorgungsspannung von 2,7 V bis 5 V geeignet. Die AD8571/AD8572/AD8574 bieten Vorteile, die bisher nur in teuren Verstärkern mit Auto-Zeroing oder Chopper-Stabilisierung zu finden waren. Durch die Topologie von Analog Devices, Inc. kombinieren diese Nullpunktdrift-Verstärker niedrige Kosten mit hoher Genauigkeit. (Es sind keine externen Kondensatoren erforderlich.) Durch die Verwendung einer Spread-Spectrum-Auto-Zero-Technik eliminieren die AD8571/AD8572/AD8574 die Intermodulationseffekte, die durch die Interaktion der Chopper-Funktion mit der Signalfrequenz in Wechselstromanwendungen entstehen. Mit einer Offsetspannung von nur 1 μV und einer Drift von 0,005 μV/°C sind die AD8571/AD8572/AD8574 perfekt für Anwendungen geeignet, bei denen Fehlerquellen nicht toleriert werden können. Positions- und Drucksensoren, medizinische Geräte und Dehnungsmessstreifen-Verstärker profitieren in hohem Maße von der nahezu Null-Drift über ihren Betriebstemperaturbereich. Viele weitere Systeme benötigen die Rail-to-Rail-Eingangs- und Ausgangsschwankungen, die die AD8571/AD8572/AD8574 bieten. Die AD8571/AD8572/AD8574 sind für den erweiterten industriellen/automobilen Temperaturbereich (-40°C bis +125°C) spezifiziert. Der AD8572 Dualverstärker ist in 8-poligen schmalen SOIC- und oberflächenmontierten TSSOP-Gehäusen erhältlich.

 

FEATURES

Niedrige Offsetspannung: 1 μV

Eingangs-Offset-Drift: 0,005 μV/°C

Rail-to-Rail-Eingangs- und Ausgangsschwingung

5 V/2,7 V Betrieb mit einfacher Versorgung

Hohe Verstärkung: 145 dB typisch

CMRR: 140 dB typisch

PSRR: 130 dB typisch

Extrem niedriger Eingangsvorspannungsstrom: 10 pA typisch

Niedriger Versorgungsstrom: 750 μA pro Operationsverstärker

Erholungszeit bei Überlast: 50 μs

Keine externen Kondensatoren erforderlich

 

ANWENDUNGEN

Temperatur-Sensoren

Drucksensoren

Präzise Strommessung

Dehnungsmessstreifen-Verstärker

Medizinische Instrumentierung

Thermoelement-Verstärker

 

VERSTÄRKERARCHITEKTUR

Jeder AD8571/AD8572/AD8574 Operationsverstärker besteht aus zwei Verstärkern: einem Hauptverstärker und einem Sekundärverstärker, der zur Korrektur der Offset-Spannung des Hauptverstärkers dient. Beide bestehen aus einer Rail-to-Rail-Eingangsstufe, so dass der Gleichtakt-Eingangsspannungsbereich beide Versorgungsschienen erreichen kann. Die Eingangsstufe besteht aus einem NMOS-Differenzialpaar, das gleichzeitig mit einem parallelen PMOS-Differenzialpaar arbeitet. Die Ausgänge der Differenzeingangsstufen werden in einer weiteren Verstärkungsstufe kombiniert, deren Ausgang zur Ansteuerung einer Rail-to-Rail-Ausgangsstufe verwendet wird Der große Spannungshub des Verstärkers wird durch die Verwendung von zwei Ausgangstransistoren in einer Common-Source-Konfiguration erreicht. Der Ausgangsspannungsbereich wird durch den Drain-zu-Source-Widerstand dieser Transistoren begrenzt. Wenn der Verstärker mehr Ausgangsstrom aufnehmen oder abgeben muss, steigt der Spannungsabfall an diesen Transistoren aufgrund ihres Durchlasswiderstands (RDS). Einfach ausgedrückt, schwingt die Ausgangsspannung bei hohem Ausgangsstrom nicht so nahe an der Schiene wie bei geringem Ausgangsstrom. Dies ist eine Eigenschaft aller Rail-to-Rail-Ausgangsverstärker. Abbildung 12 und Abbildung 13 zeigen, wie nahe die Ausgangsspannung bei einem bestimmten Ausgangsstrom an die Rails herankommen kann. Der Ausgang des AD8571/AD8572/AD8574 ist bis zu einem Strom von ca. 50 mA kurzschlusssicher. Die Verstärker AD8571/AD8572/AD8574 haben eine außergewöhnliche Verstärkung, die bei einer Last von 2 kΩ mehr als 120 dB Open-Loop-Verstärkung ergibt. Da die Ausgangstransistoren in einer Common-Source-Konfiguration konfiguriert sind, ist die Verstärkung der Ausgangsstufe und damit die Open-Loop-Verstärkung des Verstärkers vom Lastwiderstand abhängig. Die Open-Loop-Verstärkung nimmt mit kleineren Lastwiderständen ab, was eine weitere Eigenschaft von Rail-to-Rail-Ausgangsverstärkern ist.

1/f-RAUSCH-EIGENSCHAFTEN

Ein weiterer Vorteil von Auto-Zero-Verstärkern ist ihre Fähigkeit, Flicker-Rauschen zu unterdrücken. Flickerrauschen, auch bekannt als 1/f-Rauschen, ist ein Rauschen, das in der Physik von Halbleitergeräten begründet ist und mit jeder Oktave Frequenzabnahme um 3 dB zunimmt. Die 1/f-Eckfrequenz eines Verstärkers ist die Frequenz, bei der das Flimmerrauschen gleich dem Breitbandrauschen des Verstärkers ist. Da es sich bei den Verstärkern AD8571/AD8572/AD8574 um selbstkorrigierende Operationsverstärker handelt, nimmt das Flimmerrauschen bei niedrigen Frequenzen nicht zu, was zu höheren Fehlern bei Sub-Hertz-Frequenzen oder Gleichstrompräzisionsanwendungen führt. Im Wesentlichen wird das niederfrequente Rauschen als langsam variierender Offset-Fehler behandelt und durch die Selbstkorrektur stark reduziert. Die Korrektur wird effektiver, wenn sich die Rauschfrequenz dem Gleichstrom nähert und gleicht die Tendenz des Rauschens aus, mit abnehmender Frequenz exponentiell anzusteigen. Dadurch haben die AD8571/AD8572/AD8574 in der Nähe des Gleichstroms ein geringeres Rauschen als herkömmliche rauscharme Verstärker, die für 1/f-Rauschen anfällig sind.