AD8479可用于測(cè)量高共模(±600V)下的差模信號(hào),常用于高邊電流測(cè)量,電池電壓測(cè)量等應(yīng)用。很多人對(duì)它內(nèi)部的電阻阻值感興趣,得知了內(nèi)部阻值,就會(huì)對(duì)芯片如何實(shí)現(xiàn)其既定功能有所了解,但芯片資料并未給出全部的阻值。參考下圖,只給出了兩個(gè)1MΩ電阻的阻值,其他阻值如何確定?
AD629共模增益和差模增益
其實(shí)可以參考AD8479的“老大哥”,業(yè)界標(biāo)桿----AD629。AD629的REF管腳接地時(shí),V(out)=V(+IN)-V(-IN),也就是說(shuō)這顆器件對(duì)差模信號(hào)的增益為1,而對(duì)共模信號(hào)會(huì)進(jìn)行抑制。AD629允許輸入的最高共模信號(hào)為±270V(±15V供電時(shí))。能允許遠(yuǎn)高于電源電壓的共模信號(hào)輸入,歸功于內(nèi)部電阻的衰減。見(jiàn)下面分析:
在第3腳(+IN)和第5腳(REF+)有兩個(gè)電阻,分別為380kΩ和20kΩ。假設(shè)第3腳信號(hào)為+270V,那么芯片內(nèi)部運(yùn)放的同相輸入端電壓為+270*20/(380+20)=13.5V,就是簡(jiǎn)單的電阻分壓,13.5V的信號(hào)是在+15V電源范圍內(nèi)的,沒(méi)問(wèn)題。
同相端的13.5V信號(hào)會(huì)被1腳,2腳,6腳組成的電阻反饋網(wǎng)絡(luò)放大20倍,變成+270V。
輸出270V的信號(hào),當(dāng)然不可能,因?yàn)榈?腳(-IN)還有+270V的信號(hào),這個(gè)信號(hào)會(huì)被1腳,2腳,6腳組成的電阻反饋網(wǎng)絡(luò)反相放大1倍,變成-270V。
+270V和-270V疊加后,輸出為0。
如此便實(shí)現(xiàn)了對(duì)共模信號(hào)的抑制。
對(duì)差模信號(hào)的增益為1,可以這樣理解,假設(shè)第2腳(-IN)接地,第3腳(+IN)接10V信號(hào)。此時(shí)AD629電路等效為同相放大電路,那么:
芯片內(nèi)部運(yùn)放的同相輸入端電壓為10V*1/20 = 0.5V。
0.5V的信號(hào)會(huì)倍放大1+380/20=20倍,最后輸出為10V。
所以差模增益為1。
有了上面AD629的分析,就知道AD8479內(nèi)部的電阻如何確定了,原理是類似的。AD629第3腳(+IN)-->380kΩ-->運(yùn)放同相輸入端-->20kΩ-->第5腳(REF+),在同相輸入端看來(lái),是衰減了20倍。AD8479則是衰減了60倍,因此,
第5腳(REF+)的電阻阻值為1MΩ/59。
第6腳(OUTPUT)的電阻阻值為1MΩ。
第1腳(REF-)的電阻應(yīng)為1MΩ/58,這樣在同相放大電路里,增益為60。
最后,這些內(nèi)部阻值的絕對(duì)容差是很差的,最差可以到20%,也就是說(shuō)1MΩ的電阻可能是1.2MΩ或800kΩ。但相對(duì)容差即電阻的匹配度可以很高,從而保證AD8479A的CMRR在最差情況下為80dB。
原文標(biāo)題:差動(dòng)放大器那些事兒
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