最爱ADI放大器之-AD8021

      课题要处理的信号是周期性类梯形波信号,选用AD8021做ADC前端信号调理电路设计。ADC为16bit采集系统。需要处理的信号主要特征:幅度5V,上升沿1us,下降沿2us,梯形波平顶宽度5us。

课题中用AD8021搭建五阶有源贝塞尔低通滤波器,滤除高频噪声信号。

AD8021的低噪声,高带宽的典型产品。器件的各种指标可以满足16bitADC采集系统中。

对于该器件的差模抑制比,共模抑制比,输入失调电压,输入失调电流,电源电压,输入信号范围,电源抑制比等通用参数再次就不一一列出。需要指出的是,输入失调电压对于一款产品而言是相对固定的,也就是说对于系统的稳定性不会产生影响,而仅仅影响的是真实值。而这种误差可以通过软件的方式抵消掉。

         主要说明一下与项目处理信号特点息息相关的放大器参数指标的选择。

        对于窄脉冲信号或者说窄梯形波信号的处理来说有两个非常重要的指标要尤其注意:带宽,压摆率。

带宽决定了我们搭建的滤波器对有用信号不失真处理,压摆率决定了电路能否处理快速上升的信号边沿。

AD8021单位增益情况下压摆率达到了120V/us的典型值,单位增益带宽达到了490MHz。这两项指标满足了快上升沿信号对系统的要求,也满足了5MHz左右截止频率低通滤波器的要求。

        此外此款放大器提供了极低的噪声特性。输入噪声的典型值为2.1nV/根号Hz。根据放大器的输入输入噪声模型计算公式可得噪声幅度E=2.1nV/根号下Hz*根号下带宽,有效信号带宽按3MHz计算可得输入噪声3.64uV,该特性很好的满足了系统的稳定性,可以满足高分辨率高稳定性系统的要求。

        最后要说明的是ADI还提供了该器件的仿真模型。对于模拟电路设计来说可以做很详细的仿真。ADI提供的是CIR格式的仿真文件。这种文件可以导入Candence_PSPICE软件,生成相应的仿真模型。仿真对于期间的选择具有很好的帮助。文章最后附上设计的滤波器部分电路原理图。

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  • 补充说明一下AD8021的主要技术指标及特性

    技术指标
    • -3dB Bandwidth: 490MHz
    • Slew Rate: 150V/µs
    • Input Noise (nV/rtHz): 2.1nV/rtHz
    • Vos: 400µV
    • Ib: 7.5µA
    • Vcc-Vee: 4.5V to 24V
    • Supply Current : 7.7mA
    • Packages: SOIC,SOP
    功能框图
    技术特性
    • 低噪声
      输入电压噪声:2.1 nV/√Hz
      输入电流噪声:2.1 pA/√Hz
    • 定制补偿
      从G = -1至G = -10具有恒定带宽
    • 高速
      200 MHz (G = -1)
      190 MHz (G = -10)
    • 低功耗
      对于5 V电源,功耗为34 mW或6.7 mA(典型值)
    • 对于5 V电源,功耗为34 mW或6.7 mA(典型值)
    • 低失真
      二次谐波:-93 dBc,fc = 1 MHz
      三次谐波:-108 dBc,fc = 1 MHz
    • DC精度
      输入失调电压:1 mV(最大值)
      输入失调电压漂移:0.5 μV/°C
    • 宽电源电压范围:5 V~24 V
    • 低价格
    • 采用8引脚SOIC封装与8引脚MSOP封装

    综上所述:

    1. AD8021是一款出众的高性能、高速电压反馈放大器,它具有典型的低噪声特性,可以放心便捷的用于16 bit分辨率系统。其电压噪声及电流噪声典型值分别为 2.1 nV/√Hz和2.1 pA/√Hz,是高速低噪声运算放大器产品中静态电源电流最低的产品之一。非常适合高速低功耗仪器仪表及测试测量系统。
    2. AD8021具有两种双电源和单电源两种供电方式。双电源工作模式下电源电压工作范围为±2.25 V~±12 V,单电源工作时电源电压+5V。可以非常方便的用于信号处理及控制电路中。
    3. AD8021采用标准8引脚SOIC与MSOP封装,数据手册中提供了建议的PCB布局方式。可以很快的上手使用。工作温度范围为:-40°C~+85°C属于工业级产品。
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    •  Analog Employees 
    on May 8, 2019 10:41 AM
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