傅立叶和傅红雪

为什么说ADI在工业领域有优势(1)

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在《基于ADSP-BF518的IEEE 1588实施方案》中提到ADI亚德诺(怎么起这么个中文名?谁有八卦)在工业领域具有优势,有网友问为什么?在军工、航天、工业等领域做过设计的童鞋应该都有体会,老师傅在选型时常会推荐ADI的芯片,不知最近几年TI在模拟领域重兵投入并强势收购(NS在工业行业也比较强)是否已经改变了这种情况,至少ADI在发布AD8229时提到的青岛智腾微电子有限公司应该还是ADI的拥趸,这家曾为神州五号和神州六号飞船研发传感器的公司称AD8229的发布意味着设备能够运行更长时间,维修时间更短,从而显著节省成本(虽然是很明显的marketing说辞,至少表明了立场)。
 
我们来看看AD8229是什么东西这么给力。产品简介里面这么描述:
 
AD8229是业界首款针对高温应用设计和制造的仪表放大器,是唯一的保证工作温度超过210°C的低噪声仪表放大器。在高温应用中,仪表放大器 AD8299 的共模抑制比 (CMRR)、失调电压和输入噪声均能提供同类最佳性能。在55°C至高于210°C的温度范围内,其 CMRR 为100 dB。在整个温度范围内,AD8229输入失调电压的变化幅度仅有100nV/°C。输入噪声为1.0nV/rt(Hz),因此它非常适合读取极微弱信号的传感器应用。  
 
且慢,似乎TI也发布了仪表放大器INA128-HT,而且号称工作温度范围可以从-55°C到+210°C。不过对比一下数据手册会发现AD8229还是有些优势:输入电压噪声(1kHz)典型值是1nV/rtHz,输出电压噪声是45 nV/rtHz,带宽高达4MHz时增益依然为10。这些都是比INA128-HT强大的地方。AD8229还有一个亮点是作为高温环境下工作的产品,采用介电隔离工艺有效减小了漏电流。
 
AD8229采用典型的两级三运放结构,第一级预放在输入端提供差分放大,后面跟随一个差分放大器来移除共模电压并提供更大的放大增益。
 
AD8229三运放结构框图
 
为了保持第一级预放的两个输入匹配,放大器A1通过钳位RG-为-IN经过二极管后的压降来保持Q1的集电极恒压;同样,A2强制RG+等于+IN减去二极管压降。由此,增益调节电阻RG的两端就有了完全一致的两个差分输入电压。流经RG的电流必然会经过R1和R2电阻,由此在A2和A1的输出端形成放大后的差分信号。
 
第二级为增益为1的差分放大器,由R3/R4/R5/R6及放大器A3构成。本级的目的是消除来自被放大的差分信号的共模噪声。
 
AD8229的传输函数为:VOUT = G × (VIN+  −  VIN−) + VREF
 
式中增益为G=1+6k(ohm)/RG