AD620的工作原理（含AD620引脚图及功能_电气特性及应用电路）
一、ad620简介
ad620是一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10，000。此外，ad620采用8引脚soic和dip封装，尺寸小于分立电路设计，并且功耗更低（最大工作电流仅1.3ma），因而非常适合电池供电及便携式（或远程）应用。
ad620具有高精度（最大非线性度40ppm）、低失调电压（最大50hv）和低失调漂移（最大0.6hv/。c）特性，是电子秤和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。此外，ad620还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，使之非常适合ecg和无创血压监测仪等医疗应用。
由于其输入级采用super［3eta处理，因此可以实现最大1.0na的低输入偏置电流。ad620在1khz时具有9nva/hz的低输入电压噪声，在0.1hz至10hz带宽上的噪声为0.28hv峰峰值，输入电流噪声为o.lpaa/hz，因而作为前置放大器使用效果很好。ad620还非常适合多路复用应用，其0.01%建立时间为15us，而且成本很低，足以实现每通道一个仪表放大器的设计。
二、电气特性及参数 2.1特性： 1）易于使用
增益通过一个外部电阻设置
（增益范围：1至10，000）
宽电源电压范围（±2.3v至+18v）
性能高于3运放分立仪表放大器设计
采用8引脚dip和soic封装
低功耗，最大工作电流1.3ma
2）出色的直流性能（b级）
输入失调电压：50vv（最大值）
输入失调漂移：0.6yv/。c（最大值）
输入偏置电流：1.0na（最大值）
共模抑制比：100db（最小值，g=10）
3）低噪声
输入电压噪声：9nv/yhz（1khz）
0.28yv峰峰值噪声（o.lhz至10hz）
4）出色的交流特性
带宽：120khz（g=100）
0.01%建立时间：15¨s
2.2参数： 1）推荐值
电源电压：±15v;
电源电流：0.9ma;
短路电流：±18ma;
转换速率：1.5v/μs;
工作温度（c级）：-40～85℃。
2）极限值
电源电压：±18.0v;
存贮温度（c级）：-65～150℃;
内部功耗：650mw;
共模输入电压：±vs;
差模输入电压：±25v;
输出短路持续时间：无限制。
2.3绝对最大额定值
三、引脚图 ad620引脚图如图所示
四、工作原理 ad620是一款单芯片仪表放大器，采用经典的三运放改进设计。通过调整片内电阻的绝对值，用户只需一个电阻便可实现对增益的精确编程（g=100时精度可达0.15%）。单芯片结构和激光晶圆调整允许对电路元件进行严格匹配与跟踪，从而可确保此电路本身具有的高性能特性
输入晶体管ql和q2提供一路高精度差分对双极性输入（图38），同时由于采用super6eta处理，因此输入偏置电流减小10倍。反馈环路ql-al-rl和q2-a2-r2使输入器件ql和q2的集电极电流保持恒定，从而可将输入电压作用于外部增益设置电阻re上。这样就产生了从输入至al/a2输出的差分增益，其计算公式为g=（r1+r2）/re+1。单位增益减法器a3用来消除任何共模信号，以获得折合到ref引脚电位
的单端输出。re值还可决定前置放大器级的跨导。当减小re以获得更大增益时，该跨导将渐近增大输入晶体管的跨导。这会带来三大好处：（a）开环增益提升以提供更大的编程增益，从而减小与增益相关的误差；（b）增益带宽积（由cl、c2和前置放大器跨导决定）随着编程增益提高增大，从而优化频率响应；（c）输入电压噪声降至9nva/hz，它主要由输入器件的集电极电流和基极电阻决定。内部增益电阻rl和r2已调整至绝对值24.7kq，因此利用一个外部电阻便可实现对增益的精确编程。
增益公式为：
增益选择 ad620的增益通过电阻re进行编程，或者更精确地说，通过引脚1与引脚8之间存在的任何阻抗进行编程。ad620旨在用0.1%至1%电阻提供精确的增益。表4列出了各种增益所要求的re值。注意，对于g=l，re引脚不连接（rg=。。）。对于任意增益，可用下式计算rg：
为使增益误差最小，应避免产生与re串联的高寄生电阻；为使增益漂移最小，re应具有低温度系数tc（小于10ppm/。c）才能获得最佳性能。
输入与输出失调电压 ad620的低误差可以归结于两个来源：输入误差与输出误差。输出误差折合到输入端时需除以g。实际上，高增益时以输入误差为主，低增益时以输出误差为主。给定增益的总vos计算如下：
折合到输入端（rti）总误差=输入误差+（输出误差/g）
折合到输出端（rto）总误差=（输入误差xg）+输出误差
基准引脚 基准驯脚电位定义零输出电压。而且当负载不与系统其余部分共享精确地电位时，基准引脚电位就特别有用：一种向输出提供精确偏移电压的直接途径，容许范围为电源电压以内2v。为了获得最佳的共模抑制（cmr），应使寄生电阻保持最小。
输入保护 ad620的输入端配有400q串联薄膜电阻，可以安全可靠地承受最高+15v或+60ma的输入过载数小时。此特性适用于所有增益及上电、断电过程，在信号源与放大器采用不同电源分别供电时尤其重要。对于更长的时间，电流不应超过6ma（iin≤vin/400q）。对于超出电源的输入过载，将输入钳位至电源（用fd333之类低泄漏二极管）可以降低所要求的电阻值，从而获得较低的噪声。
射频（rf）干扰 所有仪表放大器都会对带外小信号进行整流。这种干扰可能会表现为较小的直流电压失调。高频信号可以通过仪表放大器输入端的低通r-c网络滤除。图43说明了这种配置。滤波器根据以下关系式对输入信号加以限制：
其中cd>10cc。cd影响差动信号。ce影响共模信号。rxce的任何不匹配均会降低ad620的cmrr（共模抑制比）性能。为了避免无意中降低cmrr-带宽性能，需确保cc比cd至少小一个数量级。cd:cc叱值越大，不匹配ce的影响越小。
共模抑制 共模抑制（cmr）是仪表放大器的两路输入发生等量变化时对输出电压变化的量度，诸如ad620等仪表放大器都能够提供高cmr。这些技术规格通常针对全范围输入电压变化和特定非均衡信号源。为获得最佳cmr，基准引脚应与低阻抗点相连，并且两路输入之间的电容和电阻差异应保持最小。许多应用都利用屏蔽电缆来尽可能降低噪声；为获得最佳的cmr随频率变化的性能，应对屏蔽进行适当的驱动。如图44和图45所示，其中的有源数据防护配置可改善交流共模抑制，它通过“自举（bootstrapping）输入电缆屏蔽的电容，从而使输入之间的电容不匹配降至最低。
接地 由于ad620的输出电压是相对于基准引脚上的电位而言，因此只需将ref引脚连至相应的“局部接地”便可解决许多接地问题。
为了在高噪声数字环境中隔离低电平模拟信号，许多数据采集元件都配有单独的模拟接地引脚和数字接地引脚（图46）。采用一路接地线会很方便，但是，通过电路接地线和pc线路的电流可能会引起数百毫伏的误差。因此应提供分开的接地回路，使得从敏感点流至系统接地的电流最小。这些接地回路必须在某点连在一起，通常最好在adc封装上，如图46所示。
输入偏置电流回路 输入偏置电流是指使放大器的输入晶体管偏置所必需的电流。这些电流必须具有直接返回路径。因此，当放大变压器或交流耦合源等“浮动”输入源时，从各输入端至地必须有直流路径，如图47、图48和图49所示。
五、应用电路 1、自制与购买：典型桥式电路应用误差预算 ad620提供优于“自制”三运放仪表放大器设计的性能，同时具有较小的尺寸、较少的元件和低10倍的工作电流。在图39所示的典型应用中，要求增益为100，在-40。c至+85。c的工业温度范围内放大20mv满量程桥式电路输出。表3列出了如何计算各种误差源对电路精度的影响。
无论用于何种系统，ad620都能以更低功耗和更低成本提供更高的精度。在简单的系统中，绝对精度和漂移误差显然是最重要的误差来源。在含有智能处理器的较复杂系统中，自动增益／自动归零周期将消除所有的绝对精度和漂移误差，仅留下增益、非线性度和噪声的分辨率误差，因此可以获得完全14位精度。
图39自制与购买
请注意，对于自制电路，输入电压失调和噪声的op07技术规格已乘以√2。这是因为三运放型分立仪表放大器有两个运放在其输入端，二者均对总输入误差有影响。
2、压力测量 ad620除了可用于电子秤等许多桥式电路应用之外，还特别适合采用低电压供电的大电阻压力传感器。在这些应用中，小尺寸和低功耗特性变得更加重要。
图采用5v单电源供电的压力监测仪电路
图显示了一个3kll压力传感器电桥，它采用5v电源供电，电桥功耗仅为1.7ma。增加ad620和缓冲分压器后便可对信号进行调理，总电源电流仅3.8ma。小尺寸和低成本优势使ad620对电压输出压力传感器极具吸引力。由于其低噪声和低漂移特性，因此它也适合诊断性无创血压测量等应用。
3、医用ecg
ad620具有低电流噪声特性，因此可用于信号源电阻常常高达1mq乃至更大的ecg监测仪（图41）。ad620的功耗和电源电压均可很低，并且采用节省空间的8引脚微型dip和soic封装，因而是电池供电式数据记录器的绝佳选择。此外，ad620的低偏置电流和低电流噪声特性与低电压噪声特性相结合，可提高动态范围，确保获得更好的性能。适当选择电容cl的值，则可使右侧驱动环路保持稳定。此电路必须增加绝缘等适当的安全措施，以避免患者可能受到伤害。
4、精密v-i转换器 ad620与一个运算放大器和两个电阻相结合，便可构成一个精密电流源（图42）。该运算放大器为基准引脚提供缓冲，以确保良好的共模抑制（cmr）性能。ad620的输出电压v。出现在电阻rl，后者将其转换成电流。此电流仅减去运算放大器的输入偏置电流后，便流向负载。
六、封装
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ad620具有高精度（最大非线性度40ppm）、低失调电压（最大50hv）和低失调漂移（最大0.6hv/。c）特性，是电子秤和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。此外，ad620还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，使之非常适合ecg和无创血压监测仪等医疗应用。
由于其输入级采用super［3eta处理，因此可以实现最大1.0na的低输入偏置电流。ad620在1khz时具有9nva/hz的低输入电压噪声，在0.1hz至10hz带宽上的噪声为0.28hv峰峰值，输入电流噪声为o.lpaa/hz，因而作为前置放大器使用效果很好。ad620还非常适合多路复用应用，其0.01%建立时间为15us，而且成本很低，足以实现每通道一个仪表放大器的设计。
二、电气特性及参数 2.1特性： 1）易于使用
增益通过一个外部电阻设置
（增益范围：1至10，000）
宽电源电压范围（±2.3v至+18v）
性能高于3运放分立仪表放大器设计
采用8引脚dip和soic封装
低功耗，最大工作电流1.3ma
2）出色的直流性能（b级）
输入失调电压：50vv（最大值）
输入失调漂移：0.6yv/。c（最大值）
输入偏置电流：1.0na（最大值）
共模抑制比：100db（最小值，g=10）
3）低噪声
输入电压噪声：9nv/yhz（1khz）
0.28yv峰峰值噪声（o.lhz至10hz）
4）出色的交流特性
带宽：120khz（g=100）
0.01%建立时间：15¨s
2.2参数： 1）推荐值
电源电压：±15v;
电源电流：0.9ma;
短路电流：±18ma;
转换速率：1.5v/μs;
工作温度（c级）：-40～85℃。
2）极限值
电源电压：±18.0v;
存贮温度（c级）：-65～150℃;
内部功耗：650mw;
共模输入电压：±vs;
差模输入电压：±25v;
输出短路持续时间：无限制。
2.3绝对最大额定值
三、引脚图 ad620引脚图如图所示
四、工作原理 ad620是一款单芯片仪表放大器，采用经典的三运放改进设计。通过调整片内电阻的绝对值，用户只需一个电阻便可实现对增益的精确编程（g=100时精度可达0.15%）。单芯片结构和激光晶圆调整允许对电路元件进行严格匹配与跟踪，从而可确保此电路本身具有的高性能特性
输入晶体管ql和q2提供一路高精度差分对双极性输入（图38），同时由于采用super6eta处理，因此输入偏置电流减小10倍。反馈环路ql-al-rl和q2-a2-r2使输入器件ql和q2的集电极电流保持恒定，从而可将输入电压作用于外部增益设置电阻re上。这样就产生了从输入至al/a2输出的差分增益，其计算公式为g=（r1+r2）/re+1。单位增益减法器a3用来消除任何共模信号，以获得折合到ref引脚电位
的单端输出。re值还可决定前置放大器级的跨导。当减小re以获得更大增益时，该跨导将渐近增大输入晶体管的跨导。这会带来三大好处：（a）开环增益提升以提供更大的编程增益，从而减小与增益相关的误差；（b）增益带宽积（由cl、c2和前置放大器跨导决定）随着编程增益提高增大，从而优化频率响应；（c）输入电压噪声降至9nva/hz，它主要由输入器件的集电极电流和基极电阻决定。内部增益电阻rl和r2已调整至绝对值24.7kq，因此利用一个外部电阻便可实现对增益的精确编程。
增益公式为：
增益选择 ad620的增益通过电阻re进行编程，或者更精确地说，通过引脚1与引脚8之间存在的任何阻抗进行编程。ad620旨在用0.1%至1%电阻提供精确的增益。表4列出了各种增益所要求的re值。注意，对于g=l，re引脚不连接（rg=。。）。对于任意增益，可用下式计算rg：
为使增益误差最小，应避免产生与re串联的高寄生电阻；为使增益漂移最小，re应具有低温度系数tc（小于10ppm/。c）才能获得最佳性能。
输入与输出失调电压 ad620的低误差可以归结于两个来源：输入误差与输出误差。输出误差折合到输入端时需除以g。实际上，高增益时以输入误差为主，低增益时以输出误差为主。给定增益的总vos计算如下：
折合到输入端（rti）总误差=输入误差+（输出误差/g）
折合到输出端（rto）总误差=（输入误差xg）+输出误差
基准引脚 基准驯脚电位定义零输出电压。而且当负载不与系统其余部分共享精确地电位时，基准引脚电位就特别有用：一种向输出提供精确偏移电压的直接途径，容许范围为电源电压以内2v。为了获得最佳的共模抑制（cmr），应使寄生电阻保持最小。
输入保护 ad620的输入端配有400q串联薄膜电阻，可以安全可靠地承受最高+15v或+60ma的输入过载数小时。此特性适用于所有增益及上电、断电过程，在信号源与放大器采用不同电源分别供电时尤其重要。对于更长的时间，电流不应超过6ma（iin≤vin/400q）。对于超出电源的输入过载，将输入钳位至电源（用fd333之类低泄漏二极管）可以降低所要求的电阻值，从而获得较低的噪声。
射频（rf）干扰 所有仪表放大器都会对带外小信号进行整流。这种干扰可能会表现为较小的直流电压失调。高频信号可以通过仪表放大器输入端的低通r-c网络滤除。图43说明了这种配置。滤波器根据以下关系式对输入信号加以限制：
其中cd>10cc。cd影响差动信号。ce影响共模信号。rxce的任何不匹配均会降低ad620的cmrr（共模抑制比）性能。为了避免无意中降低cmrr-带宽性能，需确保cc比cd至少小一个数量级。cd:cc叱值越大，不匹配ce的影响越小。
共模抑制 共模抑制（cmr）是仪表放大器的两路输入发生等量变化时对输出电压变化的量度，诸如ad620等仪表放大器都能够提供高cmr。这些技术规格通常针对全范围输入电压变化和特定非均衡信号源。为获得最佳cmr，基准引脚应与低阻抗点相连，并且两路输入之间的电容和电阻差异应保持最小。许多应用都利用屏蔽电缆来尽可能降低噪声；为获得最佳的cmr随频率变化的性能，应对屏蔽进行适当的驱动。如图44和图45所示，其中的有源数据防护配置可改善交流共模抑制，它通过“自举（bootstrapping）输入电缆屏蔽的电容，从而使输入之间的电容不匹配降至最低。
接地 由于ad620的输出电压是相对于基准引脚上的电位而言，因此只需将ref引脚连至相应的“局部接地”便可解决许多接地问题。
为了在高噪声数字环境中隔离低电平模拟信号，许多数据采集元件都配有单独的模拟接地引脚和数字接地引脚（图46）。采用一路接地线会很方便，但是，通过电路接地线和pc线路的电流可能会引起数百毫伏的误差。因此应提供分开的接地回路，使得从敏感点流至系统接地的电流最小。这些接地回路必须在某点连在一起，通常最好在adc封装上，如图46所示。
输入偏置电流回路 输入偏置电流是指使放大器的输入晶体管偏置所必需的电流。这些电流必须具有直接返回路径。因此，当放大变压器或交流耦合源等“浮动”输入源时，从各输入端至地必须有直流路径，如图47、图48和图49所示。
五、应用电路 1、自制与购买：典型桥式电路应用误差预算 ad620提供优于“自制”三运放仪表放大器设计的性能，同时具有较小的尺寸、较少的元件和低10倍的工作电流。在图39所示的典型应用中，要求增益为100，在-40。c至+85。c的工业温度范围内放大20mv满量程桥式电路输出。表3列出了如何计算各种误差源对电路精度的影响。
无论用于何种系统，ad620都能以更低功耗和更低成本提供更高的精度。在简单的系统中，绝对精度和漂移误差显然是最重要的误差来源。在含有智能处理器的较复杂系统中，自动增益／自动归零周期将消除所有的绝对精度和漂移误差，仅留下增益、非线性度和噪声的分辨率误差，因此可以获得完全14位精度。
图39自制与购买
请注意，对于自制电路，输入电压失调和噪声的op07技术规格已乘以√2。这是因为三运放型分立仪表放大器有两个运放在其输入端，二者均对总输入误差有影响。
2、压力测量 ad620除了可用于电子秤等许多桥式电路应用之外，还特别适合采用低电压供电的大电阻压力传感器。在这些应用中，小尺寸和低功耗特性变得更加重要。
图采用5v单电源供电的压力监测仪电路
图显示了一个3kll压力传感器电桥，它采用5v电源供电，电桥功耗仅为1.7ma。增加ad620和缓冲分压器后便可对信号进行调理，总电源电流仅3.8ma。小尺寸和低成本优势使ad620对电压输出压力传感器极具吸引力。由于其低噪声和低漂移特性，因此它也适合诊断性无创血压测量等应用。
3、医用ecg
ad620具有低电流噪声特性，因此可用于信号源电阻常常高达1mq乃至更大的ecg监测仪（图41）。ad620的功耗和电源电压均可很低，并且采用节省空间的8引脚微型dip和soic封装，因而是电池供电式数据记录器的绝佳选择。此外，ad620的低偏置电流和低电流噪声特性与低电压噪声特性相结合，可提高动态范围，确保获得更好的性能。适当选择电容cl的值，则可使右侧驱动环路保持稳定。此电路必须增加绝缘等适当的安全措施，以避免患者可能受到伤害。
4、精密v-i转换器 ad620与一个运算放大器和两个电阻相结合，便可构成一个精密电流源（图42）。该运算放大器为基准引脚提供缓冲，以确保良好的共模抑制（cmr）性能。ad620的输出电压v。出现在电阻rl，后者将其转换成电流。此电流仅减去运算放大器的输入偏置电流后，便流向负载。
六、封装
SGS受邀出席第九届FMC氟材料会议探讨PFAS管控
【晚间三分钟】马云高考数学考1分；特朗普坚持＂复活＂中兴国会无法阻止；高通前CEO创立5G公司旨在收购高
Kubernetes是怎样工作的？
华为P11什么时候上市？余承东派来“救兵”华为P11超强拍照配置曝光，主攻高端市场
基于Linux和XScale PXA270处理器实现信息交互系统的设计
AD620的工作原理（含AD620引脚图及功能_电气特性及应用电路）
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运算放大器的电路结构和计算过程
EPC与无线电能技术创新者携手引领5G及其它新应用的发展
小米6发布会直播进行时：标配6GB内存，四曲面3D玻璃外观美极了
如何评估桁架机器人？
带式混凝土布料机液压系统升温原因及改造
WebGL智慧停车场三维可视化物联网系统
取土钻是什么,有哪些作用
AI营销大行其道 接管话语权 深入创意
FreeRTOS-MPU特性说明
华为屏下摄像头技术曝光
一体成型电感是什么意思？有哪些应用前景？