ZHCAEN7 October   2024 AMC0311R , AMC0311R-Q1 , AMC0330R , AMC0330R-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2差分输出、单端固定增益输出和单端比例式输出概述
    1. 2.1 具有差分输出的隔离式放大器
    2. 2.2 具有单端固定增益输出的隔离式放大器
    3. 2.3 具有单端比例式输出的隔离式放大器
  6. 3应用示例
    1. 3.1 产品选择树
  7. 4总结
  8. 5参考资料

具有单端比例式输出的隔离式放大器

为提供全面的器件产品系列以满足对于高性能、高经济效益和更小系统尺寸的需求,新产品系列提供了具有比例式输出的单端器件选项。新产品系列的单端比例式输出器件旨在根据 ADC 的基准电压按比例调整增益。固定增益输出的一个缺点是固定增益只能提供 2V 的输出摆幅。具有 5V 模拟 IO 的系统只能使用 ADC 输入范围的 50%,因此测量分辨率会丢失 1 位。比例式输出可确保放大器充分利用 ADC 动态范围,从而更大限度提高测量分辨率。图 2-4图 2-5 介绍了比例式器件的两种不同配置:

 REF 来自电源图 2-4 REF 来自电源
 REF 由外部基准供电图 2-5 REF 由外部基准供电

从电源轨获取基准电压有助于降低成本,因为涉及的元件会更少。但是,从外部基准获取基准电压可降低噪声。

单端比例式输出器件的设计使其不受基准电压值的影响,并且能够容忍不准确性和交流干扰。由于该器件能够实现更高的分辨率、精度和稳定性,同时无需额外的差分至单端放大器转换级,因此非常需要使用比例式选项,以便在满足性能规格要求的同时节省成本、减少 PCB 空间并降低 BOM 成本。

单端比例式器件的一个设计注意事项是 ADC 的输入电压范围。由于比例式器件可支持 2.75V 至 5.5V 基准电压,因此比例式器件最适合输入电压范围为 3.3V 至 5V 的 ADC。该器件的另一个设计注意事项是布线。由于 ADC 和放大器的基准电压是成正比的,因此 ADC 的基准电压需要连接到比例式器件。

图 2-6 显示了 AMC0x30R 器件的输入到输出传输特性,该器件是一款输入电压范围为 ±1V 的单端比例式增益器件。由于放大器在基准电压的中点偏置,双极输入器件在 VIN = 0 时可以输出 VREF 的 50%。

 AMC0x30R 的输入到输出传输特性图 2-6 AMC0x30R 的输入到输出传输特性

对于指定线性输入范围内的任何输入电压,该器件可以输出由以下公式定义的电压:

AMC0x30R 的输出电压:

方程式 3. VOUT = ((VINP-VSNSN) / VClipping) x VREFIN / 2 + VREFIN / 2.

如果输入电压低于 -1V 和高于 +1V,该器件的输出会继续跟随输入,但线性性能会降低。

AMC0x11R 是输入电压范围为 0.13V 至 2.25V 的单端比例式器件,其输出电压由以下公式定义:

AMC0x11R 的输出电压:

方程式 4. VOUT = ((VINP-VSNSN) / VClipping) x VREFIN.

与 AMC0x11S 类似,AMC0x11R 器件在输入电压接近 0V 时表现出非线性行为,如图 2-7 所示。

 AMC0x11R 的输入到输出传输特性图 2-7 AMC0x11R 的输入到输出传输特性

当 VREFIN=5V 时,线性运行的最小输入电压为 128mV。输出为基准的 5%,即 250mV。

可以使用以下公式计算出线性运行的最小输入电压:

AMC0x11R 线性运行的最小输入电压:

方程式 5. VINP, MIN = (250mV x VClipping) / VREFIN.