AD620ARZ-REEL: Техническое исследование и обзор применения высокоточных инструментальных усилителей

В области точного измерения и обработки сигналов инструментальные усилители (ИУ) играют ключевую роль, напрямую определяя точность и надежность систем. Инструментальный усилитель AD620ARZ-REEL от компании Analog Devices Inc. (ADI) выделяется своими низким смещением напряжения, минимальным дрейфом, низким энергопотреблением и исключительно высоким коэффициентом подавления общего режима (КПОР). Эти характеристики делают его оптимальным решением для применения в промышленном управлении, медицинской электронике и интерфейсах с датчиками.

Технические характеристики: Два столпа точности и стабильности

AD620ARZ-REEL, размещенный в 8-контактном корпусе SOIC, поддерживает как однополярное, так и двухполярное питание с напряжением в диапазоне от 2,3 В до 18 В (или от -18 В до -2,3 В), обеспечивая максимальный диапазон питания в 36 В. Эта гибкость делает его пригодным для широкого спектра сценариев питания. Основные технические параметры представлены в таблице ниже:

Параметр	Значение	Значение для системы
Смещение напряжения на входе (Vos)	Макс. 50 мкВ	Показывает начальную статическую погрешность, напрямую влияющую на точность измерений
Температурный коэффициент смещения напряжения (Vos TC)	0,6 мкВ/°С	Отражает, как температура влияет на смещение напряжения
Ток смещения на входе (Ib)	Макс. 1 нА	Снижает ослабление сигнала для источников с высоким импедансом
Коэффициент подавления общего режима (КПОР)	Мин. 100 дБ (при G=10)	Эффективно подавляет шум общего режима, повышая отношение сигнал/шум
Плотность шума (eN)	9 нВ/√Гц@1 кГц	Представляет уровень низкочастотного шума, важен для динамических измерений
Произведение коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP)	120 кГц	Обеспечивает баланс между коэффициентом усиления и полосой пропускания
Постоянный ток (Iq)	Макс. 1,3 мА	Идеально подходит для портативных устройств, работающих от батарей, благодаря низкому энергопотреблению

Основные технические преимущества:

Настройка коэффициента усиления с помощью одного резистора: Позволяет гибко настраивать коэффициент усиления (в диапазоне от 1 до 10 000) с помощью внешнего резистора (Rg), упрощая проектирование схем.
Ультранизкий уровень шума: Демонстрирует всего 0,28 мкВ p-p шум в диапазоне от 0,1 Гц до 10 Гц, отвечая строгим требованиям точности.
Быстрое время установления: Достигает точности 0,01% в течение 15 мкс, что обеспечивает возможность применения в мультиплексированных системах.
Широкий диапазон рабочих температур: Надежно функционирует в диапазоне от -40°С до 85°С, подходя для суровых промышленных условий.
Сценарии применения: от медицинских до промышленных
1. Медицинская электроника: защита мониторинга жизненных сигналов
В системах электрокардиографии (ЭКГ) низкий ток смещения на входе (1 нА) и исключительные шумоподавляющие характеристики AD620ARZ-REEL обеспечивают точную обработку сигналов с высоким импедансом от кожных электродов (часто превышающих 1 МОм), предотвращая искажение сигнала. Его КПОР в 100 дБ эффективно подавляет помехи от сети переменного тока (50/60 Гц), обеспечивая четкие и надежные ЭКГ-сигналы.

2. Промышленное взвешивание: точность в основе измерений
Для электронных весов регулируемый коэффициент усиления (от 1 до 10 000) и низкий дрейф смещения (0,6 мкВ/°С) усилителя компенсируют ошибки, вызванные температурными изменениями, обеспечивая долгосрочную стабильность измерений. Например, в 10-килограммовых весах с датчиком чувствительностью 10 мВ/В AD620 усиливает сигналы уровня милливольт до уровня вольт, облегчая точную выборку АЦП.

3. Интерфейсы с датчиками: универсальная адаптивность в различных сценариях
Датчики давления, температуры и другие устройства часто выдают сигналы, сопровождаемые шумом общего режима. КПОР в 100 дБ AD620 эффективно подавляет такие помехи, а его низкое энергопотребление (1,3 мА) продлевает время автономной работы беспроводных узлов датчиков, делая его идеальным для применения в системах Интернета вещей (IoT).

Часто задаваемые вопросы (FAQ)


В1: Какие меры можно принять для оптимизации шумоподавляющих характеристик AD620?
О: Оптимизируйте шумоподавление, выбрав источник питания с низким уровнем шума, минимизируя длину печатных проводников на плате и добавив RC-фильтры на входы (с частотой среза ниже полосы пропускания сигнала) для дальнейшего снижения шума.

В2: Поддерживает ли AD620 однополярное питание?
О: Да, поддерживает. Диапазон однополярного напряжения питания составляет от 2,3 В до 18 В, но убедитесь, что входные сигналы остаются в пределах диапазона напряжения общего режима 

Заключение

AD620ARZ-REEL, благодаря своей высокой точности, низкому энергопотреблению и удобству использования, устанавливает стандарт в области точной обработки сигналов. Будь то медицинские устройства, контролирующие жизненные показатели, или промышленные системы, измеряющие вес, его характеристики неизменно отвечают строгим требованиям. По мере развития Интернета вещей (IoT) и интеллектуальных устройств низкое энергопотребление AD620 будет еще больше способствовать его применению в узлах обработки данных на краю сети, обеспечивая надежность процессов сбора данных.