Allgemeine Beschreibung

Der MAX4194 ist ein Präzisions-Instrumentenverstärker mit variabler Verstärkung, der Rail-to-Rail®-Single-Supply-Betrieb, hervorragende Präzisionsspezifikationen und eine hohe Verstärkungsbandbreite kombiniert. Dieser Verstärker wird auch in drei Versionen mit fester Verstärkung angeboten: der MAX4195 (G = +1V/V), der MAX4196 (G = +10V/V) und der MAX4197 (G = +100V/V). Die Instrumentenverstärker mit fester Verstärkung verfügen über eine Abschaltfunktion, die den Ruhestrom auf 8µA reduziert. Um eine maximale DC-Präzision zu erreichen, wird eine traditionelle Konfiguration mit drei Operationsverstärkern verwendet.

Die MAX4194-MAX4197 haben Rail-to-Rail-Ausgänge und -Eingänge, die bis zu 200mV unter der negativen Schiene und bis zu 1,1V unter der positiven Schiene schwingen können. Alle Bauteile verbrauchen nur 93µA und arbeiten mit einer einzigen Versorgungsspannung von +2,7V bis +7,5V oder mit zwei Versorgungsspannungen von ±1,35V bis ±3,75V. Diese Verstärker werden in 8-poligen SO-Gehäusen angeboten und sind für den erweiterten Temperaturbereich (-40°C bis +85°C) spezifiziert.

 

Anwendungen

Medizinische Ausrüstung

Thermoelement-Verstärker

4-20mA Schleifen-Transmitter

Systeme zur Datenerfassung

Batteriebetriebene/tragbare Geräte

Transducer Schnittstelle

Brücken-Verstärker

 

Vorteile und Merkmale

Geringer Stromverbrauch ist ideal für Fernerkundung und batteriebetriebene Anwendungen

  • +2.7V Single-Supply Betrieb
  • Niedriger Stromverbrauch
  • 93µA Versorgungsstrom
  • 8µA Abschaltstrom (MAX4195/MAX4196/MAX4197)

Präzisionsspezifikationen maximieren die Leistung des Sensors

  • Hohe Gleichtaktunterdrückung: 115dB (G = +10V/V)
  • Eingangs-Gleichtaktbereich erweitert sich um 200mV unterGND
  • Niedrige 50µV Eingangs-Offsetspannung (G ≥ +100V/V)
  • Geringe ±0,01% Verstärkungsfehler (G = +1V/V)
  • 250kHz -3dB Bandbreite (G = +1V/V, MAX4194)
  • Rail-to-Rail Ausgänge

 

Anwendungen Informationen

Umgehung der Stromversorgung und Layout

Eine gute Layouttechnik optimiert die Leistung, indem sie die Streukapazität an den Verstärkungseinstellstiften des Instrumentenverstärkers verringert. Überschüssige Kapazitäten führen zu Spitzenwerten im Frequenzgang des Verstärkers. Um die Streukapazität zu verringern, minimieren Sie die Länge der Leiterbahnen, indem Sie externe Komponenten so nah wie möglich am Instrumentenverstärker platzieren. Um die beste Leistung zu erzielen, überbrücken Sie jede Stromversorgung mit einem separaten 0,1µF-Kondensator gegen Masse.

Wandler Anwendungen

Die Instrumentenverstärker MAX4194-MAX4197 können in verschiedenen Signalaufbereitungsschaltungen für Thermoelemente, PT100, Dehnungsmessstreifen (Wegsensoren), piezoresistive Messwandler (PRTs), Durchflusssensoren und bioelektrische Anwendungen eingesetzt werden. zeigt ein vereinfachtes Beispiel für den Anschluss von vier Dehnungsmessstreifen (zwei identische Zwei-Element-Dehnungsmessstreifen) an die Eingänge des MAX4194. Die Brücke enthält vier Widerstände, von denen zwei im gleichen Verhältnis ansteigen und zwei abfallen.

Bei einer vollständig ausgeglichenen Brücke sehen die Punkte A (IN+) und B (IN-) die Hälfte der Erregerspannung (VBRIDGE). Die niedrige Impedanz (120Ω bis 350Ω) der Dehnungsmessstreifen könnte jedoch zu erheblichen Spannungsabfällen auf den zur Brücke führenden Drähten führen, was Schwankungen der Erregungsspannung zur Folge hätte. Die Ausgangsspannung VOUT kann wie folgt berechnet werden:VOUT = VAB - G

wobei G = (1 + 50kΩ / RG) die Verstärkung des Instrumentenverstärkers ist.

Da VAB direkt proportional zur Erregung ist, können Verstärkungsfehler auftreten.

Stabilität bei kapazitiver Last

Der MAX4194-MAX4197 ist für kapazitive Lasten bis zu 300pF stabil. Für Anwendungen, die eine höhere kapazitive Last benötigen, können Sie einen Isolationswiderstand zwischen dem Ausgang und der kapazitiven Last verwenden, um das Klingeln des Ausgangssignals zu reduzieren. Diese Alternative verringert jedoch die Verstärkungsgenauigkeit, da der RISO mit dem Lastwiderstand einen Potentialteiler bildet.

Rail-to-Rail Ausgangsstufe

Die Ausgangsstufe des MAX4194-MAX4197 verfügt über eine Common-Source-Struktur, die den Dynamikbereich des Instrumentenverstärkers maximiert.

Der Ausgang kann eine ohmsche Last von bis zu 25kΩ (gebunden an VCC/2) treiben und schwankt typischerweise immer noch innerhalb von 30mV der Schienen. Bei einer Ausgangslast von 5kΩ, die an VCC/2 gebunden ist, schwankt die Ausgangsspannung innerhalb von 100mV der Rails.

Abschaltmodus

Der MAX4195-MAX4197 verfügt über einen stromsparenden Shutdown-Modus. Wenn der Shutdown-Pin (SHDN) auf Low gezogen wird, werden die internen Verstärker abgeschaltet und der Versorgungsstrom sinkt auf typischerweise 8µA (Abbildungen 5a, 5b und 5c). Dadurch wird der Instrumentenverstärker deaktiviert und sein Ausgang in einen Zustand hoher Impedanz versetzt. Wenn Sie SHDN hochziehen, wird der Instrumentenverstärker aktiviert.