精密運放的零漂移和寬電源及輸入電壓范圍技術(shù)解析

1. 典型器件解析

ADA4096-2是一款寬電壓范圍的運算放大器，具有軌到軌輸入/輸出范圍，工作電源范圍為3 V至30 V，功耗很低，因而非常適合監控電池使用情況和控制電池充電。除了寬輸入范圍外，ADA4096-2是業(yè)界首款具有±30V以上過(guò)壓保護的精密運放，具有獨特的輸入級，擁有過(guò)壓保護輸入和二極管，允許輸入電壓高于或低于供電軌32 V，而不會(huì )發(fā)生相位反轉或閂鎖，非常適合魯棒的工業(yè)應用。

AD8276可采用2.0V至36V的單電源供電，輸入范圍很寬（輸入引腳端的最大電壓為-Vs~40V，最小電壓為+Vs~-40V，幾乎是供電電壓的兩倍，而AD8278/9的輸入范圍可以達到供電電壓的三倍），在單電源供電下可以輸入負信號，使用非常方便。AD8276非常適合用于過(guò)程控制、電機控制和電源管理應用中魯棒的電壓和電流感應，該產(chǎn)品至推出開(kāi)始其單通道低于1美元的前所未有的價(jià)格更突顯了性?xún)r(jià)比優(yōu)勢。另外，AD8276的最大靜態(tài)電源電流為200uA，非常適合電池供電的便攜式系統應用。

AD8475是ADI公司去年推出的一款全差分衰減放大器，集成精密增益電阻，可提供精密衰減（0.4或0.8倍）、共模電平轉換、單端差分轉換及輸入過(guò)壓保護等功能。AD8475在采用5 V單電源供電時(shí)，器件能夠耐受最高±15 V的工業(yè)輸入電壓。它提供一個(gè)完整的接口，使工業(yè)電平信號能夠直接兼容低壓、高性能16位或18位單電源逐次逼近型模數轉換器的差分輸入范圍。

AD8476也是一款全差分精密放大器，結構與AD8475類(lèi)似，不同點(diǎn)是AD8476增益為1，非常適合用作驅動(dòng)低功耗、高性能ADC的單端轉差分或差分轉差分放大器。

2. 典型應用解析

標準單端工業(yè)信號電平（±5 V、±10 V或0 V至+10 V）與現代高性能16位或18位單電源SAR型ADC的差分輸入范圍并不直接兼容，需要使用適當的接口驅動(dòng)電路對工業(yè)信號進(jìn)行衰減、電平轉換和差分轉換，使其具有與ADC輸入要求相匹配的正確幅度和共模電壓。

圖3所示的電路實(shí)現了上述功能。AD8475可提供精密衰減（0.4倍或0.8倍）、共模電平轉換、單端差分轉換及輸入過(guò)壓保護等功能，這些特性很好地滿(mǎn)足了該電路的功能特性需求（注意，這里AD8475采用了5V供電）。

圖3：?jiǎn)味宿D差分ADC驅動(dòng)器原理示意圖。

本文小結：

由于篇幅的限制，本文僅給出了部分代表性的產(chǎn)品。作為全球最大的放大器芯片提供商，ADI提供了最全面、特性豐富的精密運算放大器，無(wú)論是低壓、高壓或是微功耗還是零漂移儀表放大器，數十個(gè)系列產(chǎn)品總能找到符合特定信號放大需求的最佳型號。

所有的模擬應用電路設計工程師都希望擁有一款真正理想的放大器——具有無(wú)限大開(kāi)環(huán)增益、無(wú)限輸入阻抗、零偏置電流、零失調電壓、無(wú)噪聲，事實(shí)上這也是所有模擬集成電路設計工程師的終極追求。盡管以ADI為代表的全球領(lǐng)先模擬半導體技術(shù)提供商在這些前沿技術(shù)領(lǐng)域已獲得了長(cháng)足的進(jìn)步，但市場(chǎng)和客戶(hù)期望的不斷變化導致新挑戰層出不窮。在零漂移、寬電源及輸入電壓范圍等關(guān)鍵的技術(shù)特性上還有很大的探索空間，ADI將持續為業(yè)界推出具有領(lǐng)先特性的精密運算放大器產(chǎn)品，讓放大器扮演更加積極、關(guān)鍵的電子系統 “幕后英雄”。