可提供差分信号的仪表放大器IC

仪表放大器(in-amps)是专用的精密增益运放,担负着极具挑战性的任务:处理来自类似脑电图(EEG)或应变计的低电平输入信号。这些信号往往伴随有大量共模噪音,仪表放大器需要从噪音中提取信号。现在,越来越多的应用要求这种放大器必须为信号链的下一级(典型的是A/D转换器)提供差分驱动输出。

差分信号之所以受到青睐的原因是它们增强了对来自板级和IC内共模噪音的抵抗能力,这些噪音来自于附近的数字信号,并会随着工作电压的降低进一步恶化。与单端输出相比,差分信号将动态范围和信噪比这两项关键指标提高了6dB。

ADI的仪表放大器专家们不断受到来自设计师的“反推动”,ADI的产品经理Scott Pavlik表示,这些工程师不得不通过配置两个仪表放大器来提供差分输出,或是在一个仪表放大器后接一个传统的精密运放实现单端到差分的转换。但是,任何一种方法最终的性能和共模抑制比(CMRR)都无法由供应商确定,而是由设计、布局以及其它因素所决定。既然这样,为什么不能生产一款专为差分输出而设计的仪表放大器呢？

Pavlik:ADI在AD8222 中发现了更好的机会。

ADI原本考虑开发一款单通道差分输出仪表放大器,Pavlik介绍,但是却在AD8222中发现了更好的机会。AD8222是一款带有2个独立通道的双输入仪表放大器,它把两个通道整合在一个封装里,因此并不会比单通道器件的体积更大。用户可以将其设置为一款带有规格保证的单通道输入、差分输出仪表放大器。AD8222承诺在10kHz信号下CMRR不低于80dB(增益为1)。Pavlik表示,这样的指标与其它竞争方案相比高出了40dB,但是封装体积却小了60%。

AD8222是将两个成熟的单通道AD8221器件做在一个裸片上实现的,双器件增加了通道密度。这使得它对手持系统和工业应用而言颇具吸引力,前者对封装体积极为挑剔,而后者则要求多通道。

仪表放大器的使用范围并非仅限于低电平信号。许多传统但是仍然非常关键的应用(例如工业设计)会使用两个范围相对较宽的电压轨,例如±15V直流电源,Pavlik补充道。所以仪表放大器必须能工作于这样的电压轨上,并为A/D转换器提供宽输出摆幅,否则就会丧失有效的分辨力。基于此,AD8222的设计工作电压范围应该从±2.3V到±18V。

AD8222采用了4x4mm的无铅芯片级封装,批量达到一千片时的销售单价为3.59美元,现可提供样片。

作者:Bill Schweber