可变增益仪用放大器AD8221的特点性能及应用电路分析

可变增益仪用放大器AD8221的特点性能及应用电路分析

1、概述

为了提高测量系统的抗干扰性能，在设计高精度电路时，应选用高共模抑制比的运放来构成系统的传感器接口电路｡

AD8221主要有如下特点：

●具有优异的交流特性，共模抑制比高，当G为1V/V时，共模抑制比最小为80dB并将保持至10kHz;此外，AD8221还具有很宽的带宽，当G为1V/V时，-3dB处的频率为825kHz;

●噪声低，当其工作频率为1kHz时，AD8221放大器的最大输入电压噪声为8nV/√Hz;而在频率为0.1Hz~10Hz时，AD8221仅存在0.25μV的点对点输入噪声｡

●可以在-40℃~+125℃的温度范围内正常工作｡

2、引脚排列

AD8221的突出特点是在高频时具有极高的共模抑制比｡

AD8221可变增益仪用放大器采用8引脚SOIC和MSOP两种封装形式？图1所示是其引脚排列图｡由于AD8221带有一个独特的插脚引线，因此，AD8221在10kHz､G=1时，具有80dB的共模抑制比;而在1kHz､G=1000时，则具有110dB的共模抑制比｡该平衡引脚不仅降低了器件的寄生效应，同时还可简化电路板布局｡

AD8221的极限参数如下：

●供电电压：18V;

●功耗：200mW;

●共模输入电压：Vs;

●差分输入电压：Vs;

●工作温度范围：-40℃~+125℃;

●贮存温度范围：-65℃~+150℃｡

超过这些极限值可能会给器件造成永久性破坏，如果接近这些绝对最大极限值且达到一定时间，也会影响器件的可靠性｡

3、应用电路

3.1 利用AD8221作精确应变测量

由于AD8221具有低漂移和高共模抑制比等优良特性，所以是桥式电路信号测量的理想器件，设计时可以将桥路信号直接与AD8221的输入端相连，具体电路如图2所示｡

该电路利用低噪声放大器OP27来设置AD8221的参考电压，仪用放大器的输出信号取自OUT引脚和REF引脚｡两个1kΩ电阻与499Ω电阻构成了信号衰减电路，设计时可将%26;#177;10V信号调节至+4 V，而AD8022构成的双射级跟随器则可以用来驱动模数转换器AD7723｡

该电路可进行信号平移和衰减，且噪声较低的原因是，电阻R1和R2产生的噪声对ADC的两个输入脚具有相同的效应，因而很容易抑制｡而电阻R5产生的噪声只有1/3作用于系统，其大小可以忽略不计｡衰减器的噪声经电阻R3和R4分压后也非常微弱｡

该接口电路的另一个优点就是AD8221的建立时间短｡因为放大器OP27可以使AD8221只传送一半摆幅，从而缩短了建立时间，这样，在ADC 需要采集数据时，传送的位数就可以更多，从而提高了信号处理速度｡

如果被测量的信号很微弱而很可能被放大器噪声所淹没，那么检测起来就很困难｡图4给出了一个可以提高交流小信号测量精度的电路｡该检测电路由AD8221构成高增益放大器来减小放大器的输入噪声（8nV/√Hz），这使得噪声相对于小信号来说更加微弱，从而，可以方便的测量出有用信号｡而当信号频率小于f时，在放大器OP1177的作用下，AD8221的输出为0;而当信号频率超过f时，信号将通过AD8221放大输出｡

4、结束语

AD8221的突出特点是在高频带时具有极高的共模抑制比，它可以解决某些应用中需要抑制宽带共模干扰的问题，因而具有广阔的应用前景｡

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