24
10MHz14.5 nV/√Hz、レール to レール I/O ゼロ入力クロスオーバー歪アンプ データシート ADA4500-2 Rev. A アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関して、あるいは利用によって 生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示 的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、それぞれの所有 者の財産です。※日本語版資料は REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 社/〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 0354028200 大阪営業所/〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 0663506868 特長 電源除去比(PSRR): 最小 98 dB 同相モード除去比(CMRR): 最小 95 dB オフセット電圧: 最大 120 µV 単電源動作: 2.7 V5.5 V 両電源動作: ±1.35 V±2.75 V 広い帯域幅: 10 MHz レール to レールの入力および出力 低ノイズ 0.1 Hz10 Hz 2 µV p-p 1 kHz 14.5 nV/√Hz 非常に小さい入力バイアス電流: 2 pA 最大 アプリケーション 圧力センサーと位置センサー リモート・セキュリティ 医用モニタ プロセス制御 ハザード検出器 フォトダイオード・アプリケーション ピン配置 OUT A 1 –IN A 2 +IN A 3 V– 4 V+ 8 OUT B 7 –IN B 6 +IN B 5 ADA4500-2 TOP VIEW (Not to Scale) 10617-001 1.8 ピン MSOP のピン配置 ピン配置については、ピン配置およびピン機能説明のセクショ ンを参照してください。 100 –100 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 0 5 4 3 2 1 V OS (µV) V CM (V) ADA4500-2 V SY = 5.0V 10617-004 2.ADA4500-2 では全電源範囲でクロスオーバー歪みを解消 概要 ADA4500-2 は、レール to レールの入出力振幅を持ち、2.7 V5.5 V の単電源で動作する、10 MHz14.5 nV/√Hz、低消費電力 のデュアル・アンプです。業界標準の公称電圧+3.0 V+3.3 V+5.0 V±2.5 V と互換性を持っています。 このアンプは新しいゼロ・クロスオーバー歪み回路を採用し、レ ール to レール入力同相モード範囲で優れた直線性を提供し、従 来型相補レール to レール入力ステージで生じるクロスオーバー 歪みのない優れた電源除去比(PSRR) 性能と同相モード除去比 (CMRR)性能を提供します。このため、得られるオペアンプは、 優れた精度、広帯域幅、非常に小さいバイアス 電流も持ちます。 この機能の組み合わせを持つ ADA4500-2 は、電源変動による誤 差が小さく、フル入力電圧範囲で高い CMRR を維持するため、 高精度センサー・アプリケーションに最適です。ADA4500-2 A/D コンバータ(ADC)駆動アンプとしても優れています。これは、 同相モード電圧により出力が歪まないためです。この機能により ADC がフル入力電圧範囲を使用できるようになり、変換サブシ ステムのダイナミックレンジが広くなります。 センサー、ハンドヘルド計装機器、高精度シグナル・コンディ ショニング、患者モニタなどの多くのアプリケーションで、 ADA4500-2 の機能を利用することができます。 ADA4500-2 −40°C+125°C の拡張工業用温度範囲で動作し、 標準の 8 ピン MSOP パッケージまたは 8 ピン LFCSP パッケージ を採用しています。 日本語参考資料 最新英語データシートはこちら

ピン配置 (µV) V - Analog Devices...10MHz、14.5 nV/√Hz、レールtoレールI/O ゼロ入力クロスオーバー歪アンプ データシート ADA4500-2 Rev. A アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関して、あるいは

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10MHz、14.5 nV/√Hz、レール toレール I/O ゼロ入力クロスオーバー歪アンプ

データシート ADA4500-2

Rev. A

アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関して、あるいは利用によって

生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示

的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、それぞれの所有

者の財産です。※日本語版資料は REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。

©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved.

本 社/105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03(5402)8200

大阪営業所/532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06(6350)6868

特長 電源除去比(PSRR): 最小 98 dB 同相モード除去比(CMRR): 最小 95 dB オフセット電圧: 最大 120 µV 単電源動作: 2.7 V~5.5 V 両電源動作: ±1.35 V~±2.75 V 広い帯域幅: 10 MHz レール toレールの入力および出力 低ノイズ

0.1 Hz~10 Hzで 2 µV p-p 1 kHzで 14.5 nV/√Hz

非常に小さい入力バイアス電流: 2 pA最大

アプリケーション 圧力センサーと位置センサー リモート・セキュリティ 医用モニタ プロセス制御 ハザード検出器 フォトダイオード・アプリケーション

ピン配置

OUT A 1

–IN A 2

+IN A 3

V– 4

V+8

OUT B7

–IN B6

+IN B5

ADA4500-2TOP VIEW

(Not to Scale)

1061

7-00

1

図 1.8ピン MSOPのピン配置

ピン配置については、ピン配置およびピン機能説明のセクショ

ンを参照してください。 100

–100

–80

–60

–40

–20

0

20

40

60

80

0 54321

V OS

(µV)

VCM (V)

ADA4500-2VSY = 5.0V

1061

7-00

4

図 2.ADA4500-2では全電源範囲でクロスオーバー歪みを解消

概要 ADA4500-2 は、レール to レールの入出力振幅を持ち、2.7 V~5.5 V の単電源で動作する、10 MHz、14.5 nV/√Hz、低消費電力のデュアル・アンプです。業界標準の公称電圧+3.0 V、+3.3 V、+5.0 V、±2.5 Vと互換性を持っています。

このアンプは新しいゼロ・クロスオーバー歪み回路を採用し、レ

ール to レール入力同相モード範囲で優れた直線性を提供し、従来型相補レール to レール入力ステージで生じるクロスオーバー歪みのない優れた電源除去比(PSRR)性能と同相モード除去比(CMRR)性能を提供します。このため、得られるオペアンプは、優れた精度、広帯域幅、非常に小さいバイアス 電流も持ちます。

この機能の組み合わせを持つ ADA4500-2 は、電源変動による誤差が小さく、フル入力電圧範囲で高い CMRR を維持するため、

高精度センサー・アプリケーションに最適です。ADA4500-2 はA/D コンバータ(ADC)駆動アンプとしても優れています。これは、同相モード電圧により出力が歪まないためです。この機能により

ADC がフル入力電圧範囲を使用できるようになり、変換サブシ

ステムのダイナミックレンジが広くなります。

センサー、ハンドヘルド計装機器、高精度シグナル・コンディ

ショニング、患者モニタなどの多くのアプリケーションで、

ADA4500-2の機能を利用することができます。

ADA4500-2 は−40°C~+125°C の拡張工業用温度範囲で動作し、

標準の 8ピン MSOPパッケージまたは 8ピン LFCSPパッケージを採用しています。

日本語参考資料 最新英語データシートはこちら

syamamot
Rectangle

データシート ADA4500-2

Rev. A - 2/24 -

目次 特長 ...................................................................................................... 1

アプリケーション .............................................................................. 1

ピン配置 .............................................................................................. 1 概要 ...................................................................................................... 1

改訂履歴 .............................................................................................. 2

仕様 ...................................................................................................... 3

電気的特性、VSY = 2.7 V ............................................................... 3

電気的特性、VSY = 5.0 V ............................................................... 5

絶対最大定格 ...................................................................................... 7

熱抵抗 .............................................................................................. 7 ESDの注意 ..................................................................................... 7

ピン配置およびピン機能説明 .......................................................... 8

代表的な性能特性 .............................................................................. 9

動作原理 ............................................................................................ 19

レール toレール出力 ................................................................... 19

レール toレール入力(RRI) .......................................................... 19

ゼロ・クロスオーバー歪み ........................................................ 19

過負荷回復 .................................................................................... 20

パワーオン電流のプロファイル ................................................ 21

アプリケーション情報 .................................................................... 22

抵抗と容量のセンサー回路 ........................................................ 22

適応型シングルエンド/差動信号コンバータ......................... 22

外形寸法 ............................................................................................ 24

オーダー・ガイド ........................................................................ 24

改訂履歴 10/12–Rev. 0 to Rev. A Changes to Ordering Guide ................................................................ 24 10/12–Revision 0: Initial Version

データシート ADA4500-2

Rev. A - 3/24 -

仕様 電気的特性、VSY = 2.7 V 特に指定がない限り、VSY = 2.7 V、VCM = VSY/2、TA = 25°C。 表 1.

Parameter Symbol Test Conditions/Conditions Min Typ Max Unit INPUT CHARACTERISTICS

Offset Voltage VOS 120 µV −40°C < TA < +125°C 700 µV Offset Voltage Drift TCVOS −40°C < TA < +125°C 0.8 5.5 µV/°C Input Bias Current IB 0.3 1 pA −40°C < TA < +125°C 170 pA Input Offset Current IOS 0.3 1 pA −40°C < TA < +125°C 20 pA Input Voltage Range IVR −40°C < TA < +125°C V− V+ V Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = V− to V+ 95 110 dB −40°C < TA < +125°C 90 dB VCM = [(V−) − 0.2 V] to [(V+) + 0.2 V] 90 110 dB −40°C < TA < +125°C 80 dB Large Signal Voltage Gain AVO RL = 2 kΩ, [(V−) + 0.05 V] < VOUT < [(V+) − 0.05 V] 100 110 dB −40°C < TA < +125°C 100 dB RL = 10 kΩ, [(V−) + 0.05 V] < VOUT < [(V+) − 0.05 V] 105 120 dB −40°C < TA < +125°C 105 dB Input Capacitance

Common Mode CINCM 5 pF Differential CINDM 1.7 pF

Input Resistance RIN Common mode and differential mode 400 GΩ OUTPUT CHARACTERISTICS

Output Voltage High VOH RL = 10 kΩ to V− 2.685 2.695 V −40°C < TA < +125°C 2.68 V RL = 2 kΩ to V− 2.65 2.68 V −40°C < TA < +125°C 2.65 V Output Voltage Low VOL RL = 10 kΩ to V+ 3 5 mV −40°C < TA < +125°C 10 mV RL = 2 kΩ to V+ 13 20 mV −40°C < TA < +125°C 25 mV Short Circuit Limit ISC Sourcing, VOUT shorted to V− 26 mA Sinking, VOUT shorted to V+ −48 mA Closed-Loop Impedance ZOUT f = 10 MHz, AV = 1 70 Ω

POWER SUPPLY Power Supply Rejection Ratio PSRR VSY = 2.7 V to 5.5 V 98 119 dB −40°C to +125°C 94 dB Supply Current per Amplifier ISY IO = 0 mA 1.5 1.65 mA −40°C < TA < +125°C 1.7 mA

DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate SR RL = 10 kΩ, CL = 30 pF, AV = +1, VIN = VSY 5.5 V/µs RL = 10 kΩ, CL = 30 pF, AV = −1, VIN = VSY 8.7 V/µs Gain Bandwidth Product GBP VIN = 5 mV p-p, RL = 10 kΩ, AV = +100 10.1 MHz Unity Gain Crossover UGC VIN = 5 mV p-p, RL = 10 kΩ, AV = +1 10.3 MHz −3 dB Bandwidth −3 dB VIN = 5 mV p-p, RL = 10 kΩ, AV = −1 18.4 MHz Phase Margin ΦM VIN = 5 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 20 pF, AV = +1 52 Degrees Settling Time to 0.1% ts VIN = 2 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = −1 1 µs

データシート ADA4500-2

Rev. A - 4/24 -

Parameter Symbol Test Conditions/Conditions Min Typ Max Unit NOISE PERFORMANCE

Total Harmonic Distortion + Noise THD+N G = 1, f = 10 Hz to 20 kHz, VIN = 0.7 V rms at 1 kHz Bandwidth = 80 kHz 0.0006 % Bandwidth = 500 kHz 0.001 %

Peak-to-Peak Noise en p-p f = 0.1 Hz to 10 Hz 3 µV p-p Voltage Noise Density en f = 1 kHz 14.5 nV/√Hz Current Noise Density in f = 1 kHz <0.5 fA/√Hz

データシート ADA4500-2

Rev. A - 5/24 -

電気的特性、VSY = 5.0 V 特に指定がない限り、VSY = 5.0 V、VCM = VSY/2、TA = 25°C。

表 2.

Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit INPUT CHARACTERISTICS

Offset Voltage VOS 120 µV −40°C < TA < +125°C 700 µV Offset Voltage Drift TCVOS −40°C < TA < +125°C 0.9 5.5 µV/°C Input Bias Current IB 0.7 2 pA −40°C < TA < +125°C 190 pA Input Offset Current IOS 0.3 3 pA −40°C < TA < +125°C 20 pA Input Voltage Range IVR −40°C < TA < +125°C V− V+ V Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = V− to V+ 95 115 dB −40°C < TA < +125°C 95 dB VCM = [(V−) − 0.2 V] to [(V+) + 0.2 V] 95 115 dB −40°C < TA < +125°C 84 dB Large Signal Voltage Gain AVO RL = 2 kΩ, [(V−) + 0.05 V] < VOUT < [(V+) − 0.05 V] 105 110 dB −40°C < TA < +125°C 80 dB RL = 10 kΩ, [(V−) + 0.05 V] < VOUT < [(V+) − 0.05 V] 110 120 dB −40°C < TA < +125°C 110 dB Input Capacitance

Common Mode CINCM 5 pF Differential CINDM 1.7 pF

Input Resistance RIN Common mode and differential mode 400 GΩ OUTPUT CHARACTERISTICS

Output Voltage High VOH RL = 10 kΩ to V− 4.975 4.99 V −40°C < TA < +125°C 4.97 V RL = 2 kΩ to V− 4.95 4.97 V −40°C < TA < +125°C 4.95 V Output Voltage Low VOL RL = 10 kΩ to V+ 7 15 mV −40°C < TA < +125°C 20 mV RL = 2 kΩ to V+ 24 40 mV −40°C < TA < +125°C 50 mV Short Circuit Limit ISC Sourcing, VOUT shorted to V− 75 mA Sinking, VOUT shorted to V+ −75 mA Closed-Loop Impedance ZOUT f = 10 MHz, AV = +1 60 Ω

POWER SUPPLY Power Supply Rejection Ratio PSRR VSY = 2.7 V to 5.5 V 98 119 dB −40°C to +125°C 94 dB Supply Current per Amplifier ISY IO = 0 mA 1.55 1.75 mA −40°C < TA < +125°C 1.8 mA

DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate SR RL = 10 kΩ, CL = 30 pF, AV = +1, VIN = VSY 5.5 V/µs RL = 10 kΩ, CL = 30 pF, AV = −1, VIN = VSY 8.7 V/µs Gain Bandwidth Product GBP VIN = 5 mV p-p, RL = 10 kΩ, AV = +100 10 MHz Unity Gain Crossover UGC VIN = 5 mV p-p, RL = 10 kΩ, AV = +1 10.5 MHz −3 dB Bandwidth −3 dB VIN = 5 mV p-p, RL = 10 kΩ, AV = −1 19.2 MHz Phase Margin ΦM VIN = 5 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 20 pF, AV = +1 57 Degrees Settling Time to 0.1% ts VIN = 4 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = −1 1 µs

データシート ADA4500-2

Rev. A - 6/24 -

Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit NOISE PERFORMANCE

Total Harmonic Distortion + Noise THD+N G = 1, f = 20 Hz to 20 kHz, VIN = 1.4 V rms at 1 kHz Bandwidth = 80 kHz 0.0004 % Bandwidth = 500 kHz 0.0008 %

Peak-to-Peak Noise en p-p f = 0.1 Hz to 10 Hz 2 µV p-p Voltage Noise Density en f = 1 kHz 14.5 nV/√Hz Current Noise Density in f = 1 kHz <0.5 fA/√Hz

データシート ADA4500-2

Rev. A - 7/24 -

絶対最大定格 表 3.

Parameter Rating Supply Voltage 6 V Input Voltage (V−) − 0.2 V to (V+) + 0.2 V Differential Input Voltage1 (V−) − 0.2 V to (V+) + 0.2 V Output Short-Circuit Duration Indefinite Storage Temperature Range −65°C to +150°C Operating Temperature Range −40°C to +125°C Junction Temperature Range −65°C to +150°C Lead Temperature (Soldering, 60 sec) 300°C

1差動入力電圧は 5.6 Vまたは電源電圧+ 0.6 Vのいずれか小さい方までに制限されます。

上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバイスに恒

久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格

の規定のみを目的とするものであり、この仕様の動作のセクシ

ョンに記載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものでは

ありません。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデバ

イスの信頼性に影響を与えます。

熱抵抗 θJA はワーストケース条件で規定。すなわち表面実装パッケージ

の場合、デバイスを回路ボードにハンダ付けした状態で規定。

表 4.熱抵抗

Package Type θJA θJC Unit 8-Lead MSOP (RM-8)1 142 45 °C/W 8-Lead LFCSP (CP-8-12)2, 3 85 2 °C/W

1熱的数値は、4層 JEDECプリント回路ボード(PCB)を使ってシミュレートされたものです。

2熱的数値は、エクスポーズド・パッドをハンダ付けした 4層 JEDECプリント回路ボード(PCB)を使ってシミュレートされたものです。

3 θJCは、パッケージ底面のエクスポーズド・パッドでシミュレートされたも

のです。

ESDの注意

ESD(静電放電)の影響を受けやすいデバイスです。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知さ

れないまま放電することがあります。本製品は当社

独自の特許技術である ESD保護回路を内蔵してはいますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被っ

た場合、損傷を生じる可能性があります。したがっ

て、性能劣化や機能低下を防止するため、ESDに対する適切な予防措置を講じることをお勧めします。

データシート ADA4500-2

Rev. A - 8/24 -

ピン配置およびピン機能説明

OUT A 1

–IN A 2

+IN A 3

V– 4

V+8

OUT B7

–IN B6

+IN B5

ADA4500-2TOP VIEW

(Not to Scale)

1061

7-40

0

図 3.8ピン MSOPのピン配置

1061

7-20

0

3+IN A

4V–

1OUT A

2–IN A

6 –IN B

5 +IN B

8 V+

7 OUT BADA4500-2TOP VIEW

(Not to Scale)

NOTES1. CONNECT THE EXPOSED PAD TO V–

OR LEAVE IT UNCONNECTED.

図 4.8ピン LFCSPのピン配置

表 5.8ピン MSOPと 8ピン LFCSPのピン機能説明

ピン番号 記号 説明 1 OUT A 出力、チャンネル A。 2 −IN A 反転入力、チャンネル A。 3 +IN A 非反転入力、チャンネル A。 4 V− 負電源電圧。 5 +IN B 非反転入力、チャンネル B。 6 −IN B 反転入力、チャンネル B。 7 OUT B 出力、チャンネル B。 8 V+ 正電源電圧 EPAD LFCSPパッケージの場合、エクスポーズド・パッドを Vに接続するか、または未接続のままにしてください。

データシート ADA4500-2

Rev. A - 9/24 -

代表的な性能特性 特に指定のない限り、TA = 25 °C。

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0–120 –100 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 120

NU

MB

ER O

F U

NIT

S

VOS (µV)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2

1061

7-00

2

図 5.入力オフセット電圧の分布、VSY = 2.7 V

35

30

25

20

15

10

5

00 8.757.506.255.003.752.501.25

NU

MB

ER O

F U

NIT

S

TCVOS (µV/°C)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2–40°C ≤ TA ≤ +125°C

1061

7-00

6

図 6.入力オフセット電圧ドリフトの分布、VSY = 2.7 V

100

–100

–80

–60

–40

–20

0

20

40

60

80

–0.2 2.82.31.81.30.80.3

V OS

(µV)

VCM (V)

ADA4500-2VSY = 2.7V

1061

7-00

7

図 7.同相モード電圧(VCM)対入力オフセット電圧(VOS) VSY = 2.7 V

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0–120 –100 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 120

NU

MB

ER O

F U

NIT

S

VOS (µV)

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2

1061

7-00

5

図 8.入力オフセット電圧の分布、VSY = 5.0 V

35

30

25

20

15

10

5

00 8.757.506.255.003.752.501.25

NU

MB

ER O

F U

NIT

S

TCVOS (µV/°C)

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2–40°C ≤ TA ≤ +125°C

1061

7-00

3

図 9.入力オフセット電圧ドリフトの分布、VSY = 5.0 V

–0.2 2.8 4.83.81.80.8

100

–100

–80

–60

–40

–20

0

20

40

60

80

V OS

(µV)

VCM (V)

ADA4500-2VSY = 5.0V

1061

7-00

4

図 10.同相モード電圧(VCM)対入力オフセット電圧(VOS)、 VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 10/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

100

–40

–20

0

20

40

60

80

–50 –25 0 25 50 75 100 125 150

I B (p

A)

TEMPERATURE (°C)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2

IB+

IB–

1061

7-00

8

図 11.入力バイアス電流(IB)の温度特性、VSY = 2.7 V

0 3.02.52.01.51.00.5

I B (p

A)

VCM (V)

ADA4500-2VSY = 2.7V

1061

7-01

2

100

–40

–20

0

20

40

60

80

図 12.同相モード電圧(VCM)対入力バイアス電流(IB) VSY = 2.7 V

10k

1k

100

10

1

0.10.001 1001010.10.01

OU

TPU

T (V

OH

) TO

SU

PPLY

(mV)

LOAD CURRENT (mA)

ADA4500-2VSY = 2.7VSOURCING OUTPUT CURRENT

1061

7-01

0

–40°C+25°C

+125°C

図 13.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOH) VSY = 2.7 V

100

–40

–20

0

20

40

60

80

–50 –25 0 25 50 75 100 125 150

I B (p

A)

TEMPERATURE (°C)

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2

IB+

IB–

1061

7-01

1

図 14.入力バイアス電流(IB)の温度特性、VSY = 5.0 V

100

–40

–20

0

20

40

60

80

0 54321

I B (p

A)

VCM (V)

ADA4500-2VSY = 5.0V

1061

7-00

9

図 15.同相モード電圧(VCM)対入力バイアス電流(IB) VSY = 5.0 V

10k

1k

100

10

1

0.10.001 1001010.10.01

OU

TPU

T (V

OH

) TO

SU

PPLY

(mV)

LOAD CURRENT (mA)

ADA4500-2VSY = 5.0VSOURCING OUTPUT CURRENT

1061

7-01

3

–40°C

+25°C

+125°C

図 16.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOH) VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 11/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

10k

1k

100

10

1

0.10.001 1001010.10.01

OU

TPU

T (V

OL)

TO

SU

PPLY

(mV)

LOAD CURRENT (mA)

ADA4500-2VSY = 2.7VSINKING OUTPUT CURRENT

1061

7-01

4

–40°C

+25°C

+125°C

図 17.電源レールまで近付く出力電圧(VOL)の温度特性 VSY = 2.7 V

50

40

30

20

10

0–50 –25 0 25 50 75 100 125 150

OU

TPU

T (V

OH

) TO

SU

PPLY

(mV)

TEMPERATURE (°C)

ADA4500-2VSY = 2.7V

RL = 2kΩ

RL = 10kΩ

1061

7-01

5

図 18.電源レールまで近付く出力電圧(VOH)の温度特性 VSY = 2.7 V

20

15

10

5

0–50 –25 0 25 50 75 100 125 150

OU

TPU

T (V

OL)

TO

SU

PPLY

(mV)

TEMPERATURE (°C)

ADA4500-2VSY = 2.7V

RL = 2kΩ

RL = 10kΩ

1061

7-01

6

図 19.電源レールまで近付く出力電圧(VOL)の温度特性 VSY = 2.7 V

10k

1k

100

10

1

0.10.001 1001010.10.01

OU

TPU

T (V

OL)

TO

SU

PPLY

(mV)

LOAD CURRENT (mA)

ADA4500-2VSY = 5.0VSINKING OUTPUT CURRENT

1061

7-01

7

–40°C+25°C

+125°C

図 20.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOL) VSY = 5.0 V

50

40

30

20

10

0–50 –25 0 25 50 75 100 125 150

OU

TPU

T (V

OH

) TO

SU

PPLY

(mV)

TEMPERATURE (°C)

ADA4500-2VSY = 5.0V

RL = 2kΩ

RL = 10kΩ

1061

7-01

8

図 21.電源レールまで近付く出力電圧(VOH)の温度特性 VSY = 5.0 V

50

40

30

20

10

0–50 –25 0 25 50 75 100 125 150

OU

TPU

T (V

OL)

TO

SU

PPLY

(mV)

TEMPERATURE (°C)

ADA4500-2VSY = 5.0V

RL = 2kΩ

RL = 10kΩ

1061

7-01

9

図 22.電源レールまで近付く出力電圧(VOL)の温度特性 VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 12/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

1.75

1.50

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

00 5.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.5

SUPP

LY C

UR

REN

T PE

R A

MP

(mA

)

SUPPLY VOLTAGE (V)

+25°C

+85°C

–40°C

ADA4500-2

+125°C

1061

7-02

0

図 23.電源電圧対アンプあたりの電源電流

GA

IN (d

B)

PHA

SE (D

egre

es)

FREQUENCY (Hz)

RL = 10kΩCL = 20pFVSY = 2.7VVCM = VSY/2

ADA4500-2150

100

50

0

–50

–100

150

100

50

0

–50

–100100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

PHASE

GAIN

1061

7-02

1

図 24.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性 VSY = 2.7 V

60

40

20

0

–20

50

30

10

–10

10 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

CLO

SED

-LO

OP

GA

IN (d

B)

FREQUENCY (Hz)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2

AV = +100

AV = +10

AV = +1

1061

7-02

2

図 25.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性 VSY = 2.7 V

2.0

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0–50 –25 0 25 50 75 100 150125

SUPP

LY C

UR

REN

T PE

R A

MP

(mA

)

TEMPERATURE (°C)

VSY = ±2.5V

VSY = ±1.35V

1061

7-02

3

ADA4500-2

図 26.アンプあたりの電源電流の温度特性

GA

IN (d

B)

PHA

SE (D

egre

es)

FREQUENCY (Hz)

RL = 10kΩCL = 20pFVSY = 5.0VVCM = VSY/2

PHASE

GAIN

1061

7-02

4

ADA4500-2150

100

50

0

–50

–100

150

100

50

0

–50

–100100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

図 27.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性 VSY = 5.0 V

60

40

20

0

–20

50

30

10

–10

10 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

CLO

SED

-LO

OP

GA

IN (d

B)

FREQUENCY (Hz)

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2

AV = +100

AV = +10

AV = +1

1061

7-02

5

図 28.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性 VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 13/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

CM

RR

(dB

)

FREQUENCY (Hz)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2

160

140

120

100

80

60

40

20

0100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

1061

7-10

0

図 29.CMRRの周波数特性 VSY = 2.7 V

PSR

R (d

B)

FREQUENCY (Hz)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2

140

120

100

80

60

40

20

–20

0

100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

PSRR+PSRR–

1061

7-02

6

図 30.PSRRの周波数特性、VSY = 2.7 V

1k

100

10

1

0.1

0.001

0.01

100 100M10M1M100k10k1k

Z OU

T (Ω

)

FREQUENCY (Hz)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2

1061

7-02

7

AV = +100

AV = +10 AV = +1

図 31.クローズド・ループ出力インピーダンス(ZOUT)の 周波数特性、VSY = 2.7 V

CM

RR

(dB

)

FREQUENCY (Hz)

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2

140

120

100

80

60

40

20

0100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

1061

7-10

1

図 32.CMRRの周波数特性 VSY = 5.0 V

PSR

R (d

B)

FREQUENCY (Hz)

140

120

100

80

60

40

20

–20

0

100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

PSRR+PSRR–

1061

7-02

9

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2

図 33.PSRRの周波数特性、VSY = 5.0 V

1k

100

10

1

0.1

0.001

0.01

100 100M10M1M100k10k1k

Z OU

T (Ω

)

FREQUENCY (Hz)

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2

1061

7-03

0

AV = +100

AV = +10

AV = +1

図 34.クローズド・ループ出力インピーダンス(ZOUT)の 周波数特性、VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 14/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

VOLT

AG

E (0

.5V/

DIV

)

TIME (400ns/DIV)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2VIN = 2V p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pF

1061

7-02

8

図 35.大信号過渡応答、VSY = 2.7 V

VOLT

AG

E (5

0mV/

DIV

)

TIME (200ns/DIV)

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2VIN = 100mV p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pF

1061

7-03

2

図 36.小信号過渡応答、VSY = 2.7 V

OVE

RSH

OO

T (%

)

LOAD CAPACITANCE (pF)

80

70

60

50

40

30

20

0

10

1 10 100

OS+

OS–

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2VIN = 100mV p-pAV = +1RL = 10kΩ

1061

7-03

3

図 37.負荷容量対小信号オーバーシュート、VSY = 2.7 V

VOLT

AG

E (1

V/D

IV)

TIME (200ns/DIV)

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2VIN = 4V p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pF

1061

7-03

1

図 38.大信号過渡応答、VSY = 5.0 V

VOLT

AG

E (5

0mV/

DIV

)

TIME (200ns/DIV)

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2VIN = 100mV p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pF

1061

7-03

5

図 39.小信号過渡応答、VSY = 5.0 V

OVE

RSH

OO

T (%

)

LOAD CAPACITANCE (pF)

80

70

60

50

40

30

20

0

10

1 10 100

OS+

OS–

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2VIN = 100mV p-pAV = +1RL = 10kΩ

1061

7-03

6

図 40.負荷容量対小信号オーバーシュート、VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 15/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (2µs/DIV)

ADA4500-2VSY = ±1.35VVIN = 50mV p-pAV = –100RL = 10kΩCL = 100pF

0.05

0

–0.05

–0.10

1.5

1.0

0.5

0

–0.5

INPUT

OUTPUT

1061

7-03

4

図 41.正側過負荷回復、VSY = ±1.35 V

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (2µs/DIV)

ADA4500-2VSY = ±1.35VVIN = 50mV p-pAV = –100RL = 10kΩCL = 100pF

0.10

0.05

0

–0.05

0.5

0

–0.5

–1.0

–1.5

INPUT

OUTPUT

1061

7-03

8

図 42.負側過負荷回復、VSY = ±1.35 V

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (2µs/DIV)

ADA4500-2VSY = ±2.5VVIN = 100mV p-pAV = –100RL = 10kΩCL = 100pF

0.1

0

–0.1

–0.2

3

2

1

0

–1

INPUT

OUTPUT

1061

7-03

7

図 43.正側過負荷回復、VSY = ±2.5 V

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (2µs/DIV)

ADA4500-2VSY = ±2.5VVIN = 100mV p-pAV = –100RL = 10kΩCL = 100pF

0.2

0.1

0

–0.1

1

0

–1

–2

–3

INPUT

OUTPUT

1061

7-04

1

図 44.負側過負荷回復、VSY = ±2.5 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 16/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

図 45.0.1%への正セトリング・タイム、VSY = 2.7 V

図 46.0.1%への負セトリング・タイム、VSY = 2.7 V

図 47.0.1%への正セトリング・タイム、VSY = 5.0 V

図 48.0.1%への負セトリング・タイム、VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 17/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/ H

z)

FREQUENCY (Hz)

1k

100

10

110 100 1k 10k 10M1M100k

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2

1061

7-04

4

図 49.電圧ノイズ密度の周波数特性、VSY = 2.7 V (10 Hz~10 MHz)

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/ H

z)

FREQUENCY (Hz)

1k

100

10

110 100 1k 10k 100M10M1M100k

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2

1061

7-30

0

図 50.電圧ノイズ密度の周波数特性、VSY = 2.7 V (10 Hz~100 MHz)

INPU

T R

EFER

RED

VO

LTA

GE

(500

nV/D

IV)

TIME (1s/DIV)

ADA4500-2VSY = 2.7V, AV = +100VCM = VSY/2

1061

7-04

5

図 51.0.1~10 Hzノイズ、VSY = 2.7 V

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/ H

z)

FREQUENCY (Hz)

1k

100

10

1

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2

1061

7-04

7

10 100 1k 10k 10M1M100k

図 52.電圧ノイズ密度の周波数特性、VSY = 5.0 V (10 Hz~10 MHz)

10 100 1k 10k 100M10M1M100k

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/ H

z)

FREQUENCY (Hz)

1k

100

10

1

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2

1061

7-30

1

図 53.電圧ノイズ密度の周波数特性、VSY = 5.0 V (10 Hz~100 MHz)

INPU

T R

EFER

RED

VO

LTA

GE

(500

nV/D

IV)

TIME (1s/DIV)

ADA4500-2VSY = 5.0VAV = +100VCM = VSY/2

1061

7-04

8

図 54.0.1~10 Hzのノイズ、VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 18/24 -

特に指定のない限り、TA = 25 °C。

THD

+ N

OIS

E (%

)

VIN (V rms)

100

10

1

0.1

0.01

0.001

0.00010.001 1001010.10.01

ADA4500-2VSY = 2.7VVCM = VSY/2AV = +180kHz LOW-PASS FILTERRL = 10kΩ

1061

7-04

6

図 55.振幅対 THD +ノイズ、VSY = 2.7 V

THD

+ N

OIS

E (%

)

FREQUENCY (Hz)

1

0.0001

0.001

0.01

0.1

10 100k10k1k100

ADA4500-2VSY = 2.7VAV = +180kHz LOW-PASS FILTERRL = 10kΩVIN = 0.7V rms

1061

7-05

0

図 56.THD +ノイズの周波数特性、VSY = 2.7 V

THD

+ N

OIS

E (%

)

VIN (V rms)

100

10

1

0.1

0.01

0.001

0.00010.001 1001010.10.01

ADA4500-2VSY = 5.0VVCM = VSY/2AV = +180kHz LOW-PASS FILTERRL = 10kΩ

1061

7-04

9

図 57.振幅対 THD +ノイズ、VSY = 5.0 V TH

D +

NO

ISE

(%)

FREQUENCY (Hz)

1

0.0001

0.001

0.01

0.1

10 100k10k1k100

ADA4500-2VSY = 5.0VAV = +180kHz LOW-PASS FILTERRL = 10kΩVIN = 1.4V rms

1061

7-05

1

図 58.THD +ノイズの周波数特性、VSY = 5.0 V

データシート ADA4500-2

Rev. A - 19/24 -

動作原理 レール toレール出力 オペアンプから負荷までの信号を処理する際、オペアンプ出力振

幅ができるだけ電源レール電圧に近づくことが望ましいことが

あります。例えば、オペアンプが ADCを駆動し、かつオペアンプと ADCが同じ電源レール電圧を使用する場合、オペアンプはできるだけ V+レールと V−レールの近くまで駆動して、ADCのすべてのコードを使用できるようにする必要があります。非レ

ール to レール出力では出力とレールとの間に 1.5 V 以上を必要

とするため、ADC の入力ダイナミックレンジが制限されて、変

換された信号の精度(コード数)が低下します。

ADA4500-2 では出力を電源レールの内側数ミリボルトまで駆動できます(表 1と表 2の出力電圧ハイ仕様と出力電圧ロー仕様を参照)。レール to レール出力では、出力ダイナミックレンジが最大になるため、レンジと精度が向上し、コストとボード・スペー

スが削減され、追加ゲイン・ステージによる誤差の増加がなく

なります。

レール toレール入力(RRI) CMOS の非レール to レール入力ステージ(シングル差動対)を使うと、入力電圧が電源ラインから約 1 個分のゲート―ソース間電圧(VGS )だけ離れた点に制限されてしまいます。通常動作でのVGSは一般に 1 Vを超えるため、シングル差動対の入力ステージを使うオペアンプは、大幅に許容入力電圧範囲が制限されます。

このため低電圧電源では制約が大きくなります。この問題を解決

するため、入力信号範囲が電源電圧まで可能になるように RRIステージがデザインされました(表 1 と表 2 の入力電圧範囲仕様参照)。ADA4500-2 の場合、入力は電源レールの上 200 mV まで

動作を続けます(図 7と図 10参照)。

ゼロ・クロスオーバー歪み 一般的なレール to レール入力ステージでは 2 個の差動対を使います( 図 59 参照)。同相モード電圧が上限側にある場合に一方の差動対が入力信号を増幅し、同相モード電圧が下限側にある場

合に他方の差動対が入力信号を増幅します。この従来型デュア

ル差動対回路には潜在的な欠点があります。一方の入力ステー

ジがターンオフし、他方がターンオンする範囲を信号レベルが

通過する際に、大きな歪みが発生します。図 60 に、VCM (入力電圧)対 VOS (反転と非反転の間の電位差)の代表的なプロットで歪を示します。

1061

7-10

3

VDD

M10M9

M12M11

M8M7

M6M5

VSS

BIAS5

BIAS4

BIAS3

–AV OUTVSS

BIAS2

M3 M4

VDD

BIAS1

M1 M2

VIN+ VIN–

図 59.代表的な PMOS-NMOSレール toレール入力構造

1061

7-06

0

VCM (V)

V OS

(µV)

0–300

–100

100

300

1.5 3.5 5.01.00.5 2.5 4.54.03.02.0

–200

–150

–250

–50

0

50

150

200

250VSY = 5VTA = 25°C

図 60.デュアル差動対入力ステージ・オペアンプの入力オフセット電圧(VOS)対同相モード電圧(VCM)応答 (5 V電源、グラフあたり製品約 100個の結果を表示)

オフセット誤差のこの歪みにより、同相モード誤差の増加を受

け入れるか、あるいはクロスオーバー歪み領域を回避する非現

実的な方法を採用することにより、オペアンプの同相モード・

ダイナミックレンジが狭くなってしまいます。

データシート ADA4500-2

Rev. A - 20/24 -

ADA4500-2 は、入力差動対に電源を供給するチャージ・ポンプを入力構造内に内蔵することにより、このクロスオーバー歪み

問題を解決しています(図 61 参照)。チャージ・ポンプは電源電圧より高い電圧を発生するため、2 つ目の差動対を使用することなく、入力ステージで広い範囲の入力信号電圧を処理するこ

とができるようになります。このソリューションを使用すると、

歪みなしで入力電圧が一方の電源電圧から他方の電源電圧まで変

化することができるため、オペアンプの同相モード・ダイナミ

ックレンジが回復されます。 VCP

VDD

VSS

VDD

VSS

BIAS6

BIAS5

BIAS4

BIAS3

M1 M2VIN+ VIN–

–AV OUT

1061

7-10

2

CHARGEPUMP

図 61.ADA4500-2の入力構造

チャージ・ポンプによっては、オープン・ループ構成で動作す

るようにデザインされているものがあります。このデザインの

欠点としては、出力でリップル電圧が大きいこと、出力レギュレ

ーションがないこと、スタートアップが低速であること、電源

電流リップルが大きいことなどがあります。このオペアンプの

チャージ・ポンプでは、制御可能なクロック・ドライバと差動

アンプを含む帰還回路を採用しています。この回路により、低

リップル電圧、ライン/負荷/製造プロセスの変動に対して強い

出力レギュレーション、高速なパワーオン・スタートアップ、

小さな電源電流リップルが実現されています 1。チャージ・ポン

プのリップルはオシロスコープで表示されませんが、スペクト

ル・アナライザで高周波に表示することができます。チャージ・

ポンプのクロック速度は、3.5 MHz (電源電圧= 2.7 V)~5 MHz (VSY = 5 V)で調整できます。ノイズと歪みは、入力信号と熱ノイズまたはフリッカ・ノイズのみによって制限されます。

図 62 に、ADA4500-2でクロスオーバー歪みが解消されていることを示します。このソリューションは、CMRR 性能を大幅に向

上させます。例えば、入力変化が 5 V電源レールでレール toレールである場合、最小 70 dBの CMRRを持つデバイスを使うと、入力換算誤差は 1581 µV になります。ADA4500-2は CMRR =最小 90 dB (フル動作温度範囲)と高いため、歪みを 5 V電源で最大誤差 158 µVまで削減します。ADA4500-2は、複雑な回路とコスト増なしでクロスオーバー歪みを解消します。

300

–300

–240

–180

–120

–60

0

60

120

180

240

0 54321

V OS

(µV)

VCM (V)

ADA4500-2VSY = 5.0V

1061

7-10

8

図 62.チャージ・ポンプ・デザインによりクロスオーバー歪みを解消

過負荷回復 出力を一方の電源レールまで駆動すると、ADA4500-2 は過負荷状態になります。ADA4500-2 は迅速に過負荷状態から回復します。一般的なオペアンプの回復時間は数十 μs になります。ADA4500-2 は、過負荷状態が除去されてから出力が再度アクティブになるまでに 1 µs 以内に過負荷状態から回復します。例えば、これは帰還制御システムで重要です。ADA4500-2 の高速な過負荷回復により、ループ遅延が大幅に小さくなるため制御ル

ープの応答時間が向上します( 図 41~図 44参照)。

1 Oto, D.H.; Dham, V.K.; Gudger, K.H.; Reitsma, M.J.; Gongwer, G.S.; Hu, Y.W.; Olund, J.F.; Jones, H.S.; Nieh, S.T.K.; "High-Voltage Regulation and Process Considerations for High-Density 5 V-Only E2PROM's," IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-18, No.5, pp.532-538, October 1983.

データシート ADA4500-2

Rev. A - 21/24 -

パワーオン電流のプロファイル ADA4500-2 は、滑らかな電流プロファイルと電源電流オーバーシュートなしでパワーアップします(図 63 参照)。システムのパワーアップ時、パワーアップ電流にスパイクが生じることは望

ましくありません( 図 64)。システムのパワーアップ後には大きな電源が不要な場合でも、オーバーシュートに対しては、十分

大きな電源(例えば電圧レギュレータ)を使用してピーク電流を供給する必要があります。複数のアンプが電流にスパイクを生じ

させる場合、システムを電流制限状態にしてパワーアップさせ

ないことができます。これらはすべて、ADA4500-2 の滑らかなパワーアップにより回避されます。

1061

7-10

7

5

0

1

2

3

4

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

SUPP

LY V

OLT

AG

E (V

)

SUPP

LY C

UR

REN

T (m

A)

TIME (µs)

60

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

図 63.スパイクのない ADA4500-2の ISYと VSYの時間変化

1061

7-10

6

5

0

60

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

1

2

3

4

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

SUPP

LY V

OLT

AG

E (V

)

SUPP

LY C

UR

REN

T (m

A)

TIME (µs)

図 64.パワーアップ・スパイクがある場合の ISYと VSYの 時間変化

オン/オフ・スイッチングを頻繁に行うシステムでは、パワー

アップ・オーバーシュートにより消費電力が増えます。アンプが

オン/オフするごとに、スパイクによる大きな電力消費が各パ

ワーアップごとに繰り返されるため、総合消費電力が大幅に増

えます。一例として、バッテリ駆動のセンサー・システムが周

期的にセンサーと信号パスをパワーアップさせる場合、測定値を

取得して次の読出しまでシャットダウンすることにより、

ADA4500-2 はバッテリ寿命を延ばします。これは、各パワーアップで余分な電荷が消費されないために可能になります。

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Rev. A - 22/24 -

アプリケーション情報 抵抗と容量のセンサー回路 図 65に示すアプリケーションでは、式 1により周期が RX値と

CX値に比例する方形波出力を発生します。CXを固定して、出力

信号の周期を測定することにより、RX を求めることができます。

RXを固定すると CXの測定が可能になります。

周期= 4.80 × RX × CX (1)

U1Aは ADA4500-2の高い入力インピーダンスと広いレール toレール入力ダイナミックレンジを利用して、広い範囲の抵抗(RX)を測定します。

U1B はコンパレータとして使用します。非反転入力範囲は(1/12) × VPOS~(11/12) × VPOSで、出力振幅はレール toレールです。回路精度は各アンプの伝搬時間に依存するため、出力過負荷状態

から U1B が高速に回復するので、このアプリケーションに最適になっています。

1061

7-10

4

VPOS

U1AADA4500-2

VPOS

U1BADA4500-2

OUTPUT

R110kΩ

VPOS

R3100kΩ

R2100kΩ

Rx

Cx

図 65.抵抗/容量センサー

適応型シングルエンド/差動信号コンバータ 問題点 単電源で動作するシステムで信号パスをデザインするときは、正、

ゼロ、負の値を持つ入力信号の全範囲を表す方法が最大の問題

になります。出力にゼロを含む場合、出力信号は完全にグラウ

ンドへ到達する必要があります。これは単電源アンプでは不可能

です。シングルエンド/差動信号コンバータ回路を使用してシ

ングルエンド入力信号を差動信号に変換すると、正出力と負出力

を等しくすることによりゼロを表すことができるため、いずれ

のアンプもグラウンドへ到達しなくて済みます。

シングルエンド/差動信号変換には他の利点もあります。例え

ば、信号振幅を 2 倍にして信号対ノイズ比を改善すること、同相モード・ノイズを除去すること、高精度差動 ADC 入力を駆動

することなどです。 差動信号変換の他に、負荷での AC 信号が最大振幅になるように

回路出力の同相モード DCレベルを設定する必要があります(ADC入力の場合のように)。

単電源使用のシングルエンド/差動信号コンバータ回路をデザ

インする際に遭遇する主な問題は次の 3点です。

電源が 1 つの電圧に制限される場合、回路の入力信号レベルは一般にグラウンド~電源電圧(VSY)範囲の動作に制限されます。入力ダイナミックレンジのこの制限のため、シン

グルエンド/差動信号コンバータに入力する場合でも、そ

の前にソース信号の減衰および/またはレベルシフトを行

う必要があります。このため、信号対ノイズ比(SNR)が低下し、誤差が大きくなります。

AC 信号が重畳されている入力信号の DC 成分は一般に、シ

ステム動作時には知られていません。例えば、種々のソース

からの複数の入力信号がマルチプレクスされてシングルエン

ド/差動信号コンバータ回路に入力される場合、各信号の

DCレベルは異なることがあります。複数の DC入力レベルに対応することは、電源レールでクリップされないように

入力 AC 成分の最大許容ピーク電圧をシステム・デザイン

で調整しなければならないことを意味します。 システム・プロセッサは元の信号の DCレベルを知らないた

め、それを調整することができません。

解決策 これらの問題は、図 66に示す適応型シングルエンド/差動コンバータで解決されます。この回路は 2.7 V~5.5 Vの単電源で動作し、自動的に出力の DC 同相モードを所要のレベルへ調整して、

入力信号の DC 成分を測定できるようにします。この回路は、正電源レール(VSY)とリファレンス電圧(VREF)の 2 つの電圧源を使います。U1A は入力信号をバッファし、U1B はその信号を積分し、

積分した(DC)電圧を U1A へ帰還して、出力信号の中心が VREF

となるようにします。抵抗 R10 と抵抗 R11 を抵抗 R8 と抵抗 R9のインピーダンスに一致するように設定して、AC 応答を一致さ

せ、バイアス電流の影響をバランスさせます。

入力周波数範囲は 10 Hz~1 MHz が可能です。入力信号のピークto ピーク振幅は、VSY − 100 mV まで可能です。入力信号の DC同相モード(VCM)は、+1.5 × VSYおよび−0.5 × VSYまで可能である

ため、+5 V 電源電圧を使用するシステムでは、5 V p-p の信号振幅で最大+7.5 V と最小−2.5 V の同相モードが可能になります。

グラウンドの上下での広い範囲の VCM、および電源までの信号

振幅により、入力信号振幅の圧縮と SNR の犠牲が不要になります。信号の AC 成分と DC 成分を測定するときは、コンデンサを信号パスに使用できません。図 66 に、シングルエンド/差動信号コンバータ回路の電圧範囲の例を示します。

データシート ADA4500-2

Rev. A - 23/24 -

AC 信号をシングルエンドから差動へ変換する他に、この回路は

入力信号の AC 成分と DC 成分を分離し、出力信号の同相モー

ド DC レベルを VREFと同じ電圧へ自動的に調節します。出力信

号は入力信号の差動バージョンになり、同相モード電圧は最適

値(例えば ADC への½フルスケール入力範囲)に設定されます。信号の非反転 AC 成分は OUTP に出力され、反転 AC 信号は

OUTNに出力されます。差動出力信号(OUTPと OUTN)の中心電圧は REFに入力される電圧になります。このデザインでは、R3と R4により REFを½VPOSに設定して、最大の信号ピーク toピーク振幅となるようにしていますが、これらの抵抗を除くことも

できます。また REF 入力をリファレンス電圧や D/A コンバータ

(DAC)出力のような外部ソースから駆動することもできます。 入力信号の DC同相モード成分(VDC)は、REFに加えた電圧と帰還(FB)出力で測定した電圧を使い、式 2 から求めました。入力信号の VCM を既知とすると、例えば同相モードがレール電圧に非

常に近い状況でも適切に応答することができます。 VDC = (2 × FB) − (REF) (2)

図 66.信号の AC成分と DC成分を分離するシングルエンド/差動変換回路

データシート ADA4500-2

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外形寸法

TOP VIEW

8

1

5

4

0.300.250.20

BOTTOM VIEW

PIN 1 INDEXAREA

SEATINGPLANE

0.800.750.70

1.701.60 SQ1.50

0.203 REF

0.05 MAX0.02 NOM

0.50 BSC

EXPOSEDPAD

3.103.00 SQ2.90

FOR PROPER CONNECTION OFTHE EXPOSED PAD, REFER TOTHE PIN CONFIGURATION ANDFUNCTION DESCRIPTIONSSECTION OF THIS DATA SHEET.COPLANARITY

0.08

0.500.400.30

COMPLIANT TOJEDEC STANDARDS MO-229-WEED 07-0

6-20

11-A

PIN 1INDICATOR(R 0.15)

図 67.8ピン・リードフレーム・チップ・スケール・パッケージ[LFCSP_WD] 3 mm × 3 mmボディ、極薄、デュアル・リード

(CP-8-12) 寸法: mm

COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA

6°0°

0.800.550.40

4

8

1

5

0.65 BSC

0.400.25

1.10 MAX

3.203.002.80

COPLANARITY0.10

0.230.09

3.203.002.80

5.154.904.65

PIN 1IDENTIFIER

15° MAX0.950.850.75

0.150.05

10-0

7-20

09-B

図 68.8ピン・ミニ・スモール・アウトライン・パッケージ[MSOP] (RM-8) 寸法: mm

オーダー・ガイド Model1 Temperature Package Description Package Option Branding ADA4500-2ACPZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead Lead Frame Chip Scale Package [LFCSP_WD] CP-8-12 A2Z ADA4500-2ACPZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead Lead Frame Chip Scale Package [LFCSP_WD] CP-8-12 A2Z ADA4500-2ARMZ −40°C to +125°C 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP] RM-8 A2Z ADA4500-2ARMZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP] RM-8 A2Z ADA4500-2ARMZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP] RM-8 A2Z 1 Z = RoHS準拠製品。