Description générale

Le MAX4194 est un amplificateur d'instrumentation de précision à gain variable qui combine un fonctionnement Rail-to-Rail® à alimentation unique, des spécifications de précision exceptionnelles et une bande passante à gain élevé. Cet amplificateur est également proposé en trois versions à gain fixe : le MAX4195 (G = +1V/V), le MAX4196 (G = +10V/V), et le MAX4197 (G = +100V/V). Les amplificateurs d'instrumentation à gain fixe disposent d'une fonction d'arrêt qui réduit le courant de repos à 8µA. Une configuration traditionnelle à trois amplificateurs opérationnels est utilisée pour obtenir une précision maximale en courant continu.

Les MAX4194-MAX4197 ont des sorties et des entrées rail-à-rail qui peuvent osciller à 200mV en dessous du rail négatif et à 1.1V près du rail positif. Tous les composants ne consomment que 93µA et fonctionnent à partir d'une alimentation unique de +2.7V à +7.5V ou d'une double alimentation de ±1.35V à ±3.75V. Ces amplificateurs sont proposés en boîtiers SO 8 broches et sont spécifiés pour la plage de température étendue (-40°C à +85°C).

 

Applications

Équipement médical

Amplificateur de thermocouple

Transmetteurs à boucle 4-20mA

Systèmes d'acquisition de données

Équipement alimenté par batterie/portable

Interface du transducteur

Amplificateur à pont

 

Avantages et caractéristiques

La faible consommation d'énergie est idéale pour les applications de télédétection et d'alimentation par batterie.

  • +2,7V Fonctionnement en alimentation unique
  • Faible consommation d'énergie
  • 93µA Courant d'alimentation
  • 8µA Courant d'arrêt(MAX4195/MAX4196/MAX4197)

Les spécifications de précision maximisent les performances du capteur

  • Rejet élevé de mode commun : 115dB (G = +10V/V)
  • La plage de mode commun d'entrée s'étend à 200 mV en dessous de la masse de référence (GND)
  • Faible tension d'offset d'entrée de 50µV (G ≥ +100V/V)
  • Faible ±0,01% Erreur de gain (G = +1V/V)
  • Largeur de bande à -3dB de 250kHz (G = +1V/V, MAX4194)
  • Sorties rail à rail

 

Informations sur les applications

Dérivation et disposition de l'alimentation électrique

Une bonne technique d'implantation optimise les performances en réduisant la capacité parasite au niveau des broches de réglage du gain de l'amplificateur d'instrumentation. L'excès de capacité produit une crête dans la réponse en fréquence de l'amplificateur. Pour réduire la capacité parasite, minimiser la longueur des pistes en plaçant les composants externes aussi près que possible de l'amplificateur d'instrumentation. Pour obtenir les meilleures performances, contourner chaque alimentation à la masse avec un condensateur séparé de 0,1µF.

Applications des transducteurs

Les amplificateurs d'instrumentation MAX4194-MAX4197 peuvent être utilisés dans divers circuits de conditionnement de signaux pour thermocouples, PT100, jauges de contrainte (capteurs de déplacement), transducteurs piézorésistifs (PRT), capteurs de débit et applications bioélectriques. montre un exemple simplifié de la façon de connecter quatre jauges de contrainte (deux jauges de contrainte identiques à deux éléments) aux entrées du MAX4194. Le pont contient quatre résistances, dont deux augmentent et deux diminuent dans le même rapport.

Avec un pont totalement équilibré, les points A (IN+) et B (IN-) voient la moitié de la tension d'excitation (VBRIDGE). La faible impédance (120Ω à 350Ω) des jauges de contrainte peut cependant provoquer des chutes de tension importantes dans les fils menant au pont, ce qui entraînerait des variations de l'excitation. La tension de sortie VOUT peut être calculée comme suit : VOUT = VAB - G

où G = (1 + 50kΩ / RG) est le gain de l'amplificateur d'instrumentation.

Comme le VAB est directement proportionnel à l'excitation, des erreurs de gain peuvent se produire.

Stabilité de la charge capacitive

Les MAX4194-MAX4197 sont stables pour des charges capacitives allant jusqu'à 300pF. Les applications qui nécessitent une plus grande capacité de pilotage de charge capacitive peuvent utiliser une résistance d'isolation entre la sortie et la charge capacitive pour réduire le tintement sur le signal de sortie. Cependant, cette alternative réduit la précision du gain car le RISO forme un diviseur de potentiel avec la résistance de charge.

Etage de sortie rail à rail

L'étage de sortie du MAX4194-MAX4197 incorpore une structure à source commune qui maximise la gamme dynamique de l'amplificateur d'instrumentation.

La sortie peut piloter une charge résistive de 25kΩ (reliée à VCC/2) et osciller typiquement dans les 30mV des rails. Avec une charge de sortie de 5kΩ liée à VCC/2, la tension de sortie oscille dans les 100mV des rails.

Mode d'arrêt

Les MAX4195-MAX4197 disposent d'un mode d'arrêt à faible consommation. Lorsque la broche d'arrêt (SHDN) est tirée vers le bas, les amplificateurs internes sont éteints et le courant d'alimentation chute à 8µA typiquement (Figures 5a, 5b, et 5c), ce qui désactive l'amplificateur d'instrumentation et place sa sortie dans un état de haute impédance. Le fait de tirer SHDN vers le haut active l'amplificateur d'instrumentation.