(A)技术指标(工作条件) 在技术指标表的上面有这样一个说明:列出的 全部技术指标通常都是在TA = 25℃,VS = ±15 V,和 RL = 10 kΩ条件下工作的,除非另外规定。这一条说 明告诉用户这些是测试该器件的正常工作条件。偏 离这些条件可能降低(或提高)性能。当偏离这个“正 常”条件时(例如温度变化),对其明显影响在技术 指标中已给出。上述说明还告诉我们,如果没有另 外说明,所有数据均指典型值。“典型”一词的含义 是指生产厂家为表征生产过程所采用的平均值,但 是对个别器件“典型值”可能有改变。 当使用具有满电源摆幅(R-R)输入输出性能 的仪表放大器时,有几个关键的技术指标需要认真 考虑。仪表放大器的输入电压范围应允许它接受接 近电源电压或接近地电位的输入信号幅度;其输出 信号应该在低于电源电压或高于地电位0.1V的范围 内摆动。相反,普通的双电源仪表放大器只能允许 其输出信号在低于电源电压或高于地电位2 V(或大 于2 V)的范围内摆动。在5 V单电源数据采集系统 中,扩大输出摆幅是很重要的,因为这样可以利用 ADC的满度输入范围,从而提高分辨率。 (B) CMR 共模抑制(CMR)是指当两个输入施加相等的 电压时,对输出电压变化的一种度量。CMR通常用 来规定输入特性,它允许考虑到仪表放大器增益。 当增益增加时,对于相同的共模输入电压,会产生 较高的输出电压。这项技术指标通常是对一个满度 输入电压变化或者对一个规定的不平衡源阻抗(以 Ω为单位)规定的。 共模抑制比(CMRR)是一个比率表达式,而 CMR是这个比率的对数形式。这两项技术指标通常 都折合到输出端(RTO)。 CMRR =输出电压变化/(共模电压变化-输入电压) 失调电压 失调电压特性通常被看作仪表放大器的品质因 数。虽然通过使用硬件或软件的方法可以将任何初 始失调电压调整到零,但是由于温度的变化引起的 失调电压的漂移却很难修正。采用微处理器的智能 系统使用一个基准温度和校准数据对此进行修正, 但是对于许多小信号高增益应用则没有这种修正能 力。 失调电压和失调电压漂移包括四种不同误差定 义:室温(+25℃),输入和输出以及折合到输入 端和输出端的失调电压对温度的漂移。 仪表放大器可看成是一个两级放大器,它有一 个输入级和和一个输出级。每一级都有它自身的误 差源。当仪表放大器工作在低增益时,因为输出级 误差要乘以固定的增益(通常为2),所以输出级通 常是主要误差源。当仪表放大器工作在较高增益时, 其输入级的增益被增大。随着增益被增大,其输入 级对误差的作用增加,而输出级对误差的作用减小。 因此,在高增益时,输入级对误差起主要作用。 输入误差是由输入级单独作用的;输出误差由 输出级引起。我们常常将与输入端相关的误差分类 和组合在一起,称作折合到输入端(RTI)误差,而 将所有与输出端相关的误差则称之为折合到输出端 (RTO)误差。虽然RTI和RTO这两种总误差经常提 供不一样的数据,但是任何一种总误差都是正确的, 因为每一种总误差的定义方法不同,认识到这一点 是很重要的。 对于给定的增益,仪表放大器的输入误差和输 出误差可使用以下公式计算: RTI总误差 = 输入误差+输出误差/增益 RTO总误差 = 增益×输入误差+输出误差 有时技术指标页会列出一个对于给定增益的 RTI或RTO的误差项。在其它情况下,则需要用户根 据要求的增益计算误差。 输入偏置电流和失调电流 输入偏置电流(IB)是流入或流出仪表放大器 输入端的电流。用场效应(FET)管作输入级的仪 表放大器比双极型输入级仪表放大器具有较低的室 温偏置电流,但温度每增加11℃,FET输入偏置电 流大约增加1倍。输入偏置电流被认为是失调电压的 误差源(即,流过源阻抗的输入电流流产生失调电 压)。偏置电流的任何变化值通常比偏置电流本身 的数值更加重要。 B 输入失调电流是两个输入偏置电流之差。当两 个输入端的源阻抗不相等时,它导致仪表放大器的 失调误差。 尽管仪表放大器有差分输入端,但是必须要有 一个返回路径使其偏置电流流到公共端(地)。 如果没有提供返回路径,输入级的基极(或者栅极) 会处于浮地(未接地)状态,从而使仪表放大器的 输出会迅速漂移到地或电源端。 所以,当放大浮地输入信号源时,例如变压器 (没有中心抽头地线)或没有接地的热电偶,或任 何AC耦合输入源,必须有一个DC通路使其每个输 入端接到地。通常情况下,将1 MΩ到10 MΩ高阻值 电阻器连接到各输入端与地之间就能xx满足这一 条件。 静态电源电流 静态电源电流指仪表放大器在规定的工作电压 范围内消耗的静态的或无信号的电源电流。 随着电池供电应用数量的增长,器件功耗问题 成为一项关键的设计因素。像AD627这样的产品仅 消耗60 μA非常低的静态电源电流,在5 V电源时, 仅需0.3 mW功耗。我们将这种功耗水平与双电源供 电的同类老产品,例如AD526相比。AD526的静态 电流为14 mA,电源电压为±15 V(总电压为30 V) 功耗高达420 mW,是AD627功耗的1,400倍。这表 示电池的寿命会锐减。 建立时间 建立时间定义为输出电压达到并保持在其终值 某一允许误差范围内所需时间。通常在一快速满度 输入阶跃条件下来规定建立时间,包括输出转换时 间。由于有几个因素都对整个建立时间起作用,所 以达到0.1%的建立时间并不意味着与达到0.01%建 立时间成比例。此外,建立时间并非是增益的函数。 对长的建立时间起作用的因素包括转换速率的限 制、欠阻尼(振荡)和温度梯度(长尾)。 |