摘要：ad522是ad公司推出的高精度数据采集放大器，利用它可在恶劣工作环境下获得高精度数据。文中介绍了其主要特点，给出了ad522的典型应用电路，并对ad522在特殊应用情况下漂移、增益、共模拟制比的调整方法作了说明，最后还指出了ad522的误差形成原理及调整方法。
关键词：数据采集 放大器 共模抑制比 漂移 ad522 1
概述 ad522集成数据采集放大器可以在环境恶劣的工作条件下进行高精度的数据采集。它线性好，并具有高共模抑制比、低电压漂移和低噪声的优点，适用于大多数12位数据采集系统。ad522通常用于电阻传感器（电热调节器、应变仪等）构成的桥式传感器放大器以及过程控制、仪器仪表、信息处理和医疗仪器等方面。 ad522具有如下特性： ●低漂移：2.0μv/℃(ad522b)； ●非线性低：0.005%（g=100）； ●高共模抑制比：>110db(g=1000)； ●低噪声：1.5μvp-p(0.1～100hz)； ●单电阻可编程增益：1≤g≤1000； ●具有输出参考端及远程补偿端； ●可进行内部补偿； ●除增益电阻外，不需其它外围器件； ●可调整偏移、增益和共模抑制比。 ad511采用14脚dip封装，其结构外形和常用的ad521相似。图1给出了ad522的引脚排列。表1是各引脚的功能说明。
表1 引脚功能说明 引 脚 名 称 功 能 1 +input 正输入端 2 r gain 增益被偿端 3 -input 输入端 4 null 空端 5 v- 负电源端 6 null 空端 7 output 输出端 8 v+ 正电源端 9 gnd 地参考端 10 nc 不接 11 ref 参考端 12 sense 补偿端 13 data guard 数据保护端 14 r gain 增益补偿端 2 ad522的主要特性 ad522可以提供高精度的信号调理，它的输出失调电压漂移小于1v/℃，输入失调电压漂移低于2.0μv/℃,共模抑制比高于80db(在g=1000时为110db)，g=1时的最大非线性增益为0.001%，典型输入阻抗为10 9ω。 ad522使用了自动激光调整的薄膜电阻，因而公差小、损耗低、体积小、性能可靠。同时，ad522还具有单片电路和标准组件放大器的最好特性，是一种高性价比的放大器。 为适应不同的精确度要求和工作温度范围，ad522提供有三种级别。其中“a”和“b”为工业级，可用于-25～+85℃。“s”为军事级，用于-55～+125℃。ad522可以提供四种漂移选择。输出失调电压的最大漂移随着增益的增加而增加。失调电流漂移所引起的电压误差等于失调电流漂移和不对称源电阻的乘积。 另外，ad522的非线性增益将随关闭环增益的降低而增加。 ad522放大器的共模抑制比的测量环境条件为±10v,使用阻值为1kω的不对称电阻。在低增益情况下，共模抑制比主要取决于薄膜电阻的稳定性，但由于增益带宽的影响，ad522在60hz以下频率时相对比较恒定。但在有限的带宽中，ad522的相移将随着直流共模抑制比的升高而增加。 在动态性能方面，ad522的稳定时间、单位增益带宽和增益成正比。 3 应用 3.1 典型应用 图2是ad522应用于桥型放大电路时的典型电路图。该电路可在低电压、高阻抗、大噪声的环境中获得最佳性能。当然，这需要正确的屏蔽和接地。在图2电路中，信号地和ad522直接连接，从而形成了输入放大器的偏置电流回路。用户在设计时，可以像图2所给电路那样直接连接，也可以通过小于1mω的电阻间接连接。
为了降低噪音，输入管脚和增益电阻应被屏蔽。利用自举电路可实现无源数据的保护以改善交流共模抑制比。这种方法可减小差分相移，同时也可抑制系统带宽下降。 利用图2这种平衡设计不需使用外部旁路电容就可以获得较理想的性能。但如果信号源被置于远处（10英尺或更远）或者携带超过几千毫伏的噪声时，就需要使用旁路电容来获得更好的性能。 参考端和补偿端可以对远距离负载进行补偿，也可用于调整共模抑制比、增加输出电路自举和调整输出漂移。 使用时，rg应尽量靠近ad522，过长的导线会增加寄生电容而产生相移，从而导致高频部分的共模抑制比降低。 当频率低于10hz时，接在远处的rg不会引起稳定性问题。在g=1时，rg引间的200mω漏电阻抗会引起0.1%的增益误差。 3.2 特殊应用 在调整漂移和增益时，由rg来决定增益精度。rg建议使用温度系数为10ppm/℃的精密电阻。漂移和增益是由激光调整的，因而能适合大多数应用情况。如果需要进一步调整，可通过一电位器来进行调节，但是必须使用高质量（25ppm）的电位器以保证电压漂移特性。 共模抑制比的调整可按图3所示电路来进行。利用该电路可以在低增益下将一个很小的共模抑制比增高到10db。输入低频率的峰峰值为20v的信号需经过两个等效源电阻rs，调整图3中的电位器可使放大器的交流输出为零。 补偿输出可以通过远距离负载补偿或输出电流自举来实现。使用图4电路可在闭环时使自举漂移误差降。不用时，补偿输出端应接输出端。 3
