ALLGEMEINE BESCHREIBUNG

Der AD8221 ist ein hochleistungsfähiger Instrumentenverstärker mit programmierbarer Verstärkung, der in seiner Klasse den höchsten CMRR-Wert über der Frequenz aufweist. Die CMRR der heute auf dem Markt erhältlichen Instrumentenverstärker fällt bei 200 Hz ab. Im Gegensatz dazu hält der AD8221 bei G = 1 eine CMRR von mindestens 80 dB bis 10 kHz für alle Klassen ein. Dank der hohen CMRR über die Frequenz kann der AD8221 Breitbandstörungen und Leitungsoberschwingungen unterdrücken, was die Filteranforderungen erheblich vereinfacht. Zu den möglichen Anwendungen gehören Präzisionsdatenerfassung, biomedizinische Analysen und Instrumente für die Luft- und Raumfahrt. Geringe Spannungsabweichung, geringe Offsetdrift, geringe Verstärkungsdrift, hohe Verstärkungsgenauigkeit und hoher CMRR machen diesen Baustein zu einer ausgezeichneten Wahl für Anwendungen, die die bestmögliche DC-Leistung erfordern, wie z.B. die Brückensignalverarbeitung. Die programmierbare Verstärkung bietet dem Anwender Flexibilität beim Design. Mit einem einzigen Widerstand können Sie die Verstärkung von 1 bis 1000 einstellen. Der AD8221 arbeitet mit

sowohl mit einer als auch mit zwei Stromversorgungen und eignet sich gut für Anwendungen, bei denen Eingangsspannungen von ±10 V vorkommen. Der AD8221 ist in einem kostengünstigen 8-poligen SOIC- und 8-poligen MSOP-Gehäuse erhältlich, die beide die branchenweit beste Leistung bieten. Das MSOP-Gehäuse benötigt nur halb so viel Platz auf der Platine wie das SOIC-Gehäuse und ist daher ideal für mehrkanalige oder platzbeschränkte Anwendungen. Die Leistung ist über den gesamten industriellen Temperaturbereich von -40°C bis +85°C für alle Typen spezifiziert. Darüber hinaus ist der AD8221 von -40°C bis +125°C einsatzfähig.

 

FEATURES

Einfach zu bedienen Erhältlich im platzsparenden MSOP

Verstärkungseinstellung mit 1 externen Widerstand (Verstärkungsbereich 1 bis 1000)

Großer Stromversorgungsbereich: ±2,3 V bis ±18 V

Temperaturbereich für die angegebene Leistung: -40°C bis +85°C

Betriebsfähig bis zu 125°C

Ausgezeichnete AC-Spezifikationen

80 dB Minimum CMRR bis 10 kHz (G = 1)

825 kHz, -3 dB Bandbreite (G = 1)

2 V/µs Anstiegsrate

Geräuscharm

8 nV/√Hz, @ 1 kHz, maximales Rauschen der Eingangsspannung

0,25 µV p-p Eingangsrauschen (0,1 Hz bis 10 Hz)

Hochgenaue Gleichstromleistung (AD8221BR)

90 dB Minimum CMRR (G = 1)

25 µV maximale Eingangsoffsetspannung

0,3 µV/°C maximale Eingangsoffsetdrift

0,4 nA maximaler Eingangsvorspannungsstrom

 

ANWENDUNGEN

Waagen

Industrielle Prozesssteuerung

Brückenverstärker

Präzise Datenerfassungssysteme

Medizinische Instrumentierung

Dehnungsmessstreifen

Transducer-Schnittstellen

 

ARBEITSTHEORIE

Der AD8221 ist ein monolithischer Instrumentenverstärker, der auf der klassischen 3-Op-Amp-Topologie basiert. Die Eingangstransistoren Q1 und Q2 werden mit einem festen Strom vorgespannt, so dass jedes differentielle Eingangssignal die Ausgangsspannungen von A1 und A2 zwingt, sich entsprechend zu ändern. Ein am Eingang angelegtes Signal erzeugt einen Strom durch RG , R1 und R2, so dass die Ausgänge von A1 und A2 die richtige Spannung liefern. Topologisch können Q1, A1, R1 und Q2, A2, R2 sein

als Präzisionsstromrückkopplungsverstärker betrachtet werden. Die verstärkten Differenz- und Gleichtaktsignale werden an einen Differenzverstärker angelegt, der die Gleichtaktspannung zurückhält, aber die Differenzspannung verstärkt. Der Differenzverstärker verwendet Innovationen, die zu einer niedrigen Ausgangsoffsetspannung und einer geringen Ausgangsoffsetspannungsdrift führen. Laser-getrimmte Widerstände ermöglichen einen hochpräzisen Eingangsverstärker mit einem Verstärkungsfehler von typischerweise weniger als 20 ppm und einem CMRR von über 90 dB (G = 1).

Da die Eingangsverstärker eine stromrückgekoppelte Architektur verwenden, steigt das Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt des AD8221 mit der Verstärkung, was zu einem System führt, das nicht unter dem erwarteten Bandbreitenverlust von spannungsrückgekoppelten Architekturen bei höheren Verstärkungen leidet. Um die Präzision auch bei niedrigen Eingangspegeln aufrechtzuerhalten, wurde dem Design und dem Layout des AD8221 besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Das Ergebnis ist ein Eingangsverstärker, dessen Leistung auch den anspruchsvollsten Anwendungen gerecht wird.