差分放大器的等效高温解决方案

图1. 极端高温差分放大器

增益精度取决于RG的绝对容差。外部增益电阻和内部薄膜电阻的温度系数失配会增加仪表放大器的增益漂移。不用增益电阻时,增益误差和增益漂移保持最小。设置不同增益的能力为用户提供了设计灵活性。系统增益G使用多个标准电阻值,如表1所示。请注意,它需要两个增益设置电阻,才能设置系统增益,且这些电阻必须要能在高温下工作。

表1. 使用1%标准电阻值可获得的增益

该差分放大器抑制共模电压的能力由内部激光调整电阻的比率匹配决定;匹配度越高,共模抑制比(CMR)越高。若采用0.1%外部电阻和分立式放大器,则CMR限制为54dB,而该电路的CMR可达到86dB以上。

仪表放大器的共模抑制比通常在200Hz处下降。该电路可在更宽的频率范围内抑制共模电压(CMRR在5kHz频点处最小值为80dB时)。电路采用单电源ADC和其他元件,仅前端接口需要双电源。采用双电源时,该电路可测量小信号,同时抑制较大的负共模电压。对REF引脚施加正电压,即可对输出进行电平移动。例如,使用5V单电源ADC时,在REF引脚上的2.5V电压源将输出设为中间电源电压。该电压源可以是ADC的基准电压,应当具有低阻抗特性,以避免降低CMR,而且还应具备低漂移特性,以便在工作温度范围内保持精度。

该电路的低失调和整个频率范围内的高CMR性能使之成为桥式测量应用的绝佳选择。电桥可以直接与放大器的输入端连接。它还可用于电压输出型压力传感器。由于它具有低噪声和低漂移特性,因此还能用于诊断应用中。

图2. 差分输出时彼此错相180°(温度为225℃时测量)

请注意,AD8229的最高额定温度为210℃。这些实验在210℃以上进行,仅供参考。

两路输出的失配在“VoCM”节点处测量,由外部源VCM的电位设置。图3显示输出共模误差。

图3. VoCM的电压显示输出平衡误差,0.5mV/div,225℃

责任编辑:gt

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