Общее описание

MAX4194 - это прецизионный инструментальный усилитель с переменным коэффициентом усиления, который сочетает в себе работу от одного источника питания Rail-to-Rail®, выдающиеся прецизионные характеристики и высокую полосу усиления. Этот усилитель также предлагается в трех вариантах с фиксированным коэффициентом усиления: MAX4195 (G = +1V/V), MAX4196 (G = +10V/V) и MAX4197 (G = +100V/V). Инструментальные усилители с фиксированным коэффициентом усиления оснащены функцией отключения, которая снижает ток покоя до 8 мкА. Для достижения максимальной точности по постоянному току используется традиционная конфигурация из трех операционных усилителей.

MAX4194-MAX4197 имеют выходы и входы rail-to-rail, которые могут отклоняться на 200 мВ ниже отрицательной шины и в пределах 1,1 В от положительной шины. Все компоненты потребляют всего 93 мкА и работают от одного источника питания +2,7...+7,5 В или от двух источников ±1,35...±3,75 В. Усилители выпускаются в 8-контактных корпусах SO и рассчитаны на работу в расширенном температурном диапазоне (от -40°C до +85°C).

 

Приложения

Медицинское оборудование

Усилитель для термопары

Петлевые передатчики 4-20 мА

Системы сбора данных

Аккумуляторное/портативное оборудование

Интерфейс преобразователя

Мостовой усилитель

 

Преимущества и особенности

Низкое энергопотребление идеально подходит для удаленных датчиков и приложений с питанием от батарей

  • +2,7 В Работа от одного источника питания
  • Низкое энергопотребление
  • 93 мкА Ток питания
  • 8 мкА Ток выключения (MAX4195/MAX4196/MAX4197)

Точные характеристики обеспечивают максимальную производительность сенсора

  • Высокий уровень подавления синфазного сигнала: 115 дБ (G = +10 В/В)
  • Диапазон входного синфазного сигнала расширяется на 200 мВ ниже GND
  • Низкое входное напряжение смещения 50 мкВ (G ≥ +100 В/В)
  • Низкий уровень ±0,01% Ошибка усиления (G = +1V/V)
  • Полоса пропускания 250 кГц -3 дБ (G = +1 В/В, MAX4194)
  • Выходы "рельс в рельс

 

Информация о приложениях

Шунтирование источников питания и компоновка

Правильная компоновка оптимизирует характеристики, уменьшая паразитную емкость на выводах регулировки усиления инструментального усилителя. Избыточная емкость приводит к пикам в частотной характеристике усилителя. Чтобы уменьшить паразитную емкость, минимизируйте длину трасс, размещая внешние компоненты как можно ближе к усилителю. Для достижения наилучших характеристик шунтируйте каждый источник питания на землю отдельным конденсатором 0,1 мкФ.

Применение преобразователей

Приборные усилители MAX4194-MAX4197 могут использоваться в различных схемах формирования сигнала для термопар, PT100, тензодатчиков (датчиков перемещения), пьезорезистивных преобразователей (PRT), датчиков расхода и биоэлектрических приложений. показан упрощенный пример подключения четырех тензодатчиков (двух одинаковых двухэлементных тензодатчиков) к входам MAX4194. Мост содержит четыре резистора, два из которых увеличиваются, а два уменьшаются в одинаковом соотношении.

При полностью сбалансированном мосте точки A (IN+) и B (IN-) получают половину напряжения возбуждения (VBRIDGE). Однако низкий импеданс (от 120 до 350 Ом) тензодатчиков может вызвать значительное падение напряжения на проводах, ведущих к мосту, что приведет к колебаниям возбуждения. Выходное напряжение VOUT может быть рассчитано следующим образом:VOUT = VAB - G

где G = (1 + 50kΩ / RG) - коэффициент усиления инструментального усилителя.

Поскольку VAB прямо пропорционален возбуждению, могут возникать ошибки усиления.

Устойчивость при емкостной нагрузке

MAX4194-MAX4197 стабильно работают с емкостными нагрузками до 300 пФ. В приложениях, где требуется более высокая способность управления емкостной нагрузкой, можно использовать изолирующий резистор между выходом и емкостной нагрузкой, чтобы уменьшить звон в выходном сигнале. Однако этот вариант снижает точность усиления, поскольку RISO образует делитель потенциала с резистором нагрузки.

Выходной каскад "рельс в рельс

Выходной каскад MAX4194-MAX4197 имеет структуру с общим источником, которая максимизирует динамический диапазон инструментального усилителя.

На выходе может работать резистивная нагрузка до 25 кОм (привязанная к VCC/2), и при этом напряжение на выходе обычно не превышает 30 мВ. При выходной нагрузке 5kΩ, привязанной к VCC/2, выходное напряжение колеблется в пределах 100 мВ от шин.

Режим отключения

MAX4195-MAX4197 имеют режим выключения с низким энергопотреблением. Когда вывод выключения (SHDN) подтягивается к низкому уровню, внутренние усилители выключаются, а ток питания падает до 8 мкА (рис. 5a, 5b и 5c). Это отключает инструментальный усилитель и переводит его выход в высокоимпедансное состояние. При переключении SHDN на высокий уровень инструментальный усилитель включается.