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*HJ611内含传感器电源的高温程控仪表放大器

*HJ611内含传感器电源的高温程控仪表放大器

一、概述  HJ611是专为高温工作环境下设计的一种单片仪表放大器。内部包括一个单电源工作的高温程控仪表放大器,一个高压电压调节器,一个5V基准电压源和一个温敏二极管。程控增益设置可设定点达40个以上。高压电压调节器扩展了电源电压范围。温敏二极管可用于温度测量和温度补偿。该器件采用SOI工艺制造技术,具有非常低的漏电流,在高温下能够长期连续可靠地工作。其特点有:  工作温度超过225℃,不需要外接
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产品描述

一、概述
  HJ611是专为高温工作环境下设计的一种单片仪表放大器。内部包括一个单电源工作的高温程控仪表放大器,一个高压电压调节器,一个5V基准电压源和一个温敏二极管。程控增益设置可设定点达40个以上。高压电压调节器扩展了电源电压范围。温敏二极管可用于温度测量和温度补偿。该器件采用SOI工艺制造技术,具有非常低的漏电流,在高温下能够长期连续可靠地工作。其特点有:
  工作温度超过225℃,不需要外接高温元件;
  增益从18~278范围内程控设定点超过40个,而且不需要外接程控元件;增益漂移小;
  单电源工作,内置稳压器,输入电压可达36V;
  内置5V基准电压源和传感器电源;
二、电原理框图

 

 

三、封装形式及引出端功能
  HJ611采用H16-02陶瓷(黑瓷)扁平外壳封装和LCC20无引线封装。
  1. H16-02陶瓷(黑瓷)扁平外壳封装及引出端功能,外形尺寸见附录一图10。

引脚号

符号

功能说明

引脚号

符号

功能说明

1

OUT

仪表放大器输出端

9

INP

仪表放大器正输入

2

VREF

5V基准电压源输出端

10

INN

仪表放大器负输入

3

POUT

内置稳压器输出

11

GB

增益设定端

4

PVDD

内置稳压器输入

12

GA

增益设定端

5

TEMP

内置温敏二极管阳极

13

FBN

负信号反馈端

6

PGND

内置稳压器地

14

FBP

正信号反馈端

7

AGND

信号地

15

GC

增益设定端

8

OADJ

输出失调调节

16

GD

增益设定端

  2. LCC20无引线封装及引出端功能

 

引脚号

符号

功能说明

引脚号

符号

功能说明

1

OUT

仪表放大器输出端

11

NC

2

NC

12

INN

仪表放大器负输入

3

VREF

5V基准电压源输出端

13

NC

4

POUT

内置稳压器输出/基准输入

14

GB

增益设定端

5

PVDD

内置稳压器输入

15

GA

增益设定端

6

TEMP

内置温敏二极管阳极

16

FBN

负信号反馈端

7

GND

17

FBP

正信号反馈端

8

OADJ

输出失调调节

18

GC

增益设定端

9

NC

19

GD

增益设定端

10

INP

仪表放大器正输入

20

NC

四、绝对最大额定值
  电源电压 (PVDD)       40V              POUT电压          25V     
  信号端电压          -0.5~VDD+0.5 V        最高工作环境温度      +300℃
  引线焊接温度(10s)      +350℃
五、电特性
  除非另有说明,按典型应用图连接,PVDD=24V, OADJ=0V,TJ=-55~+225℃,所有增益设定端开路。

参数

符号

测试条件

规范值

单位

最小

典型

最大

 

 

仪表放大器

输入失调电压

VIO

TA=25℃

 

 

±2

mV

输入失调电压温漂

αVIO

 

 

±2

±10

μV/℃

增益容差

△G/G

TA=25℃

 

 

±1

%

增益漂移

αG

 

 

±30

 

ppm/℃

线性度*

LG

增益G=18

 

±0.5

 

mV

输出电压范围

VO

空载

0.05

 

4.95

V

±1mA

0.45

 

4.5

V

输出阻抗(OUT)**

ROR

 

 

12

20

Ω

容性负载(OUT)**

COR

 

 

 

5

nF

输入电压范围

VIN

 

0.3

 

3.5

V

带宽*

BW

TA=25℃

增益=18

 

80

 

kHz

增益=278

 

12

 

输出噪声电压*

eO

TA=25℃

增益=18

 

0.2

 

mVrms

增益=278

 

1.5

 

稳压器

输入电压

PVDD

 

18

 

36

V

稳压器静态电流

PIDD

 

 

1.5

1.9

mA

稳压器输出电流

PIO

连续

 

 

20

mA

 

基准电压 

POUT端施加外电源

PVCC

PVDD接地

10

 

18

V

POUT端静态电流

PICC

PVDD接地,POUT=12V    

 

1.2

1.9

mA

基准电压

VREF

TA=25℃

4.85

5.00

5.15

V

基准电压漂移

αVREF

 

 

 

±50

ppm/℃

基准电压输出阻抗*

ROVR

 

 

 

0.5

Ω

基准电压输出电流

IOVR

 

 

 

20

mA

温敏

电压

VTEMP

TA=25℃,ITEMP=1 mA

 

3.5

 

V

温度漂移*

αVTEMP

ITEMP=1 mA

 

-5

 

mV/℃

  *样品测试  **设计保证
六、应用说明
  1.典型应用图(16线陶瓷封装为例)

 

 

  2.电源注意事项
  (1)由于没有ESD保护单元设计,HJ611电源端需要加一个R1-C-R2滤波网络,推荐元件值为10Ω和100nF,滤波网络元件布在常温板上,用线与HJ611连接。
  (2)HJ611有很宽的电源电压范围,当电源电压为18~36V时, 电源加在PVDD端。如果电源电压为10~18V时,电源加在POUT端,PVDD端接地,此时由于没有使用内置稳压器,对来自电源噪声的抑制有所下降。
  (3)VREF为内部仪表放大器提供电源,并为传感器提供基准电压。
  (4)POUT 至 GND 和  VREF 至 GND之间应该外接滤波电容器。
  (5)R3 为温敏二极管工作电流偏置电阻,R3 =PVDD/1(mA).
  3.输出失调调节
  HJ611有一个失调调整端(OADJ)。内部有一个窗口比较器,对应的调整内部失调。OADJ有三种连接方法: 接地、接VREF和接电阻分压器(VREF至 GND之间 )。电阻分压器可用来调整传感器不平衡引入的输出失调电压。 右图显示OADJ三种连接方法下
  输出电压调节范围与调节电压OADJ的关系曲线。

 

 


  A: 图中A点是OADJ接地时的失调调整点,OADJ接地仅适用正信号传感器和不需要对传感器进行失调调整。输出电压等于
   VO=( VINP –VINN) *G
  B: 图中B段适用正信号传感器和需要对传感器进行失调调整,在OADJ=0.6~4.4V范围内,输出失调电压调整范围是±0.95V, 输出失调电压调整值等于
OADJ*0.5-1.25V。
    当 ( VINP -VINN) *G +DJ*0.5-1.25 )≤0时
            VO=0
    当 ( VINP -VINN) *G +(OADJ*0.5-1.25 )≥0时
VO=( VINP -VINN) *G+(OADJ*0.5-1.25 )
  特别提示:OADJ端外接高电阻值将会减小CMRR和增加温度漂移。
  C: 图中C点是OADJ接VREF的输出失调偏置点,适用于既有正信号也有负信号传感器,没有输入信号时,输出被偏置到2.5V,允许输出信号电压范围为0.05~4.95V。            
        当VINP ≥VINN
           VO=2.5+( VINP -VINN) *G
        当VINP ≤VINN
           VO=2.5-(VINN-VINP) *G
    从图中曲线还可以看出:当VREF不是5V或OADJ不完全为地电平时,输出失调电压偏离2.5V或0V,但是固定不变的。     

  4.增益设定
  对放大器引出端GA、GB、GC、GD、FBN和FBP之间外部相互连接,能够实现放大器增益程序控制。下表给出了各种增益值下的GA、GB、GC、GD、FBN和FBP之间

 

 

  外部链接方法。这些增益程控点是不连续的,共有41个增益设定点。
  另一种方法是在链接点的位置上外接电阻进行增益设定,但是不推荐这种增益设定方法。因为外接电阻和放大器内部电阻温度系数不一致,在高温下会引入增益漂移。

增益

链    接

增益

链   接

增益

链   接

18.0

 无

78.0

GBP+GDN

151.3

GAP+GBD

31.3

GBD

79.3

GAC+GBD

155.1

GAD+GBP+GCN

35.1

GAD

79.5

GAC+GBD+GCB

158.0

GAP+GDN

35.8

GAD+GBD

86.0

GAC+GDN

164.7

GAP+GBC

38.0

GDN

91.3

GAC+GBC+GDN

166.6

GAP+GBC+GDB

44.7

GBC

98.0

GCN

178.0

GAP+GBP

46.6

GBC+GDB

106.0

GAC+GBP

184.7

GAP+GBC+GDN

58.0

GBP

111,3

GBD+GCN

198.0

GAP+GBP+GDN

61.8

GAD+GBC

112.5

GAC+GBP+GDA

218.0

GAP+GCN

64.7

GBC+GDN

115.1

GAD+GCN

231.3

GAP+GBD+GCN

66.0

GAC

115.8

GAD+GBD+GCN

238.0

GAP+GCN+GDN

71.3

GAC+GBC

118.0

GCN+GDN

258.0

GAP+GBP+GCN

72.5

GAC+GDA

126.0

GAC+GBP+GDN

278.0

GAP+GBP+GCN+GDN

 

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