AD8505/AD8506/AD8508：低功耗、高性能放大器的理想之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，放大器是不可或缺的基礎(chǔ)元件。今天，我們來深入了解一下Analog Devices推出的AD8505/AD8506/AD8508系列放大器，看看它們?cè)谛阅?、?yīng)用等方面有哪些獨(dú)特之處。

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一、產(chǎn)品概述

AD8505/AD8506/AD8508分別為單通道、雙通道和四通道微功耗放大器，它們能夠在1.8V至5V單電源或±0.9V至±2.5V雙電源下工作，具備軌到軌輸入/輸出擺幅的特性。該系列放大器采用了全新的電路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了零輸入交越失真，同時(shí)具有出色的電源抑制比（PSRR）和共模抑制比（CMRR）性能，并且偏置電流極低，每放大器的電源電流小于20μA，在其功率等級(jí)中提供了最低的噪聲。

二、產(chǎn)品特性

（一）電氣性能優(yōu)異

1. PSRR和CMRR：PSRR最低可達(dá)100dB，CMRR典型值為105dB，這使得放大器在電源電壓波動(dòng)和共模信號(hào)干擾的情況下，仍能保持穩(wěn)定的性能。
2. 低電源電流：每放大器最大電源電流僅20μA，非常適合電池供電的應(yīng)用，能夠有效延長電池的使用壽命。
3. 低噪聲：在1kHz時(shí)，電壓噪聲密度為45nV/√Hz，可減少信號(hào)中的噪聲干擾，提高信號(hào)的質(zhì)量。
4. 低失調(diào)電壓：最大失調(diào)電壓為2.5mV，能降低因失調(diào)電壓引起的誤差，提高測量的準(zhǔn)確性。
5. 低輸入偏置電流：典型輸入偏置電流為1pA，可減小因輸入偏置電流產(chǎn)生的誤差，尤其適用于高阻抗輸入的應(yīng)用場景。

（二）電源適應(yīng)性強(qiáng)

支持1.8V至5V單電源或±0.9V至±2.5V雙電源供電，為設(shè)計(jì)師提供了更靈活的電源選擇，能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

（三）軌到軌輸入/輸出

允許輸入信號(hào)和輸出信號(hào)在接近電源軌的范圍內(nèi)變化，擴(kuò)大了信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，提高了放大器的應(yīng)用靈活性。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

AD8505/AD8506/AD8508系列放大器的出色性能使其在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用：

1. 傳感器應(yīng)用：如壓力和位置傳感器、生物傳感器、紅外溫度計(jì)等，能夠?qū)ξ⑷醯膫鞲衅餍盘?hào)進(jìn)行精確放大。
2. 遠(yuǎn)程安全系統(tǒng)：為遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備提供穩(wěn)定的信號(hào)放大，確保系統(tǒng)的可靠性。
3. 電池供電的消費(fèi)設(shè)備：由于其低功耗特性，可延長設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間，如手持儀器、便攜式醫(yī)療設(shè)備等。
4. 危險(xiǎn)探測器：如煙霧、火災(zāi)和氣體探測器，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地檢測危險(xiǎn)信號(hào)。

四、引腳配置

AD8505/AD8506/AD8508提供了多種封裝形式，包括5引腳SOT - 23、6球WLCSP、8引腳MSOP、8球WLCSP、14引腳TSSOP和14球WLCSP等，以滿足不同的應(yīng)用需求和電路板布局要求。不同封裝的引腳配置各有特點(diǎn)，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

五、工作原理

該系列放大器主要解決了低電壓電池供電應(yīng)用中的兩個(gè)關(guān)鍵問題：

（一）電池電壓下降問題

在電池供電應(yīng)用中，電池電壓會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而下降，這會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算放大器輸出出現(xiàn)誤差。AD8505/AD8506/AD8508具有最低100dB的PSRR，相比典型運(yùn)算放大器，能夠?qū)⑤斎雲(yún)⒖际д{(diào)誤差從約440μV降低到僅14μV，無需額外的校準(zhǔn)或使用外部電壓調(diào)節(jié)器，降低了系統(tǒng)成本和復(fù)雜度。

（二）軌到軌輸入級(jí)失真問題

傳統(tǒng)的軌到軌輸入級(jí)會(huì)在輸入信號(hào)切換時(shí)產(chǎn)生明顯的失真，限制了運(yùn)算放大器的共模動(dòng)態(tài)范圍。AD8505/AD8506/AD8508采用片上電荷泵為輸入差分對(duì)供電，創(chuàng)造了高于電池電壓的電源電壓，使輸入級(jí)能夠處理寬范圍的輸入信號(hào)電壓，避免了失真，恢復(fù)了運(yùn)算放大器的全共模動(dòng)態(tài)范圍。同時(shí)，電荷泵的設(shè)計(jì)使得開關(guān)噪聲遠(yuǎn)低于熱噪聲底，保證了無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）僅受輸入信號(hào)和熱噪聲或閃爍噪聲的限制。

六、典型應(yīng)用電路

（一）脈搏血氧儀電流源

在脈搏血氧儀中，使用AD8506作為電壓參考設(shè)備的緩沖器，驅(qū)動(dòng)紅色和紅外LED。通過合理選擇電阻值，可以控制LED的電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)血氧飽和度和脈搏率的準(zhǔn)確測量。該電路總靜態(tài)電流較低，適合電池供電的系統(tǒng)。

（二）葡萄糖監(jiān)測儀的四極低通巴特沃斯濾波器

葡萄糖監(jiān)測儀需要處理微弱的信號(hào)，AD8505/AD8506/AD8508的低噪聲和低輸入偏置電流特性使其成為理想選擇。四極低通巴特沃斯濾波器可以有效去除外界噪聲，提高信號(hào)的信噪比和重復(fù)性。

七、注意事項(xiàng)

（一）絕對(duì)最大額定值

在使用過程中，需要注意電源電壓、輸入電壓、輸入電流等參數(shù)不能超過絕對(duì)最大額定值，否則可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成永久性損壞。

（二）ESD防護(hù)

該系列產(chǎn)品為靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，在操作和使用過程中，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)腅SD預(yù)防措施，避免因靜電放電導(dǎo)致性能下降或功能喪失。

綜上所述，AD8505/AD8506/AD8508系列放大器憑借其優(yōu)異的性能、靈活的電源選擇和多種封裝形式，在電池供電應(yīng)用和傳感器信號(hào)放大等領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，可以考慮將其作為首選放大器，以提高產(chǎn)品的性能和可靠性。你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過類似的放大器呢？遇到過哪些問題又有哪些解決方案呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。