高性能で、コスト効率が高く、システム サイズが小型というニーズに対応する包括的なデバイス製品ラインアップを提供するため、新製品ファミリにはレシオメトリック出力を備えたシングルエンド デバイスのオプションがあります。新製品ファミリのシングルエンド レシオメトリック出力デバイスは、ADC の基準電圧に比例してゲインが調整されるよう設計されています。固定ゲイン出力の欠点の 1 つは、2V の出力スイングしか供給できないことです。アナログ IO が 5V のシステムでは、ADC の入力範囲の 50% しか使用できないため、測定の分解能が 1 ビット失われます。レシオメトリック出力では、アンプが ADC のダイナミック レンジを最大限に活用できるため、測定の分解能を最大限に高めることができます。図 2-4 および図 2-5 に、レシオメトリック デバイスの 2 つの異なる構成を示します。

図 2-4 REF を電源から生成

図 2-5 REF を外部基準電圧から供給

基準電圧を電源レールから生成すると、必要な部品の数が削減され、コストを削減できます。一方、基準電圧を外部基準から生成すると、ノイズを低減できます。

シングルエンド レシオメトリック出力デバイスの設計は、基準電圧の値の影響を受けにくく、不正確さや AC の外乱に対応できます。レシオメトリック オプションでは、分解能、精度、安定性を向上させることができると同時に、差動からシングルエンドに変換するアンプ段を追加する必要がないため、性能仕様を満たしながら、コストおよび PCB スペースを削減して BOM コストを低減するのに非常に有益です。

シングルエンド レシオメトリック デバイスを使用する場合、設計上の考慮事項 の 1 つは ADC の入力電圧範囲です。レシオメトリック デバイスは、2.75〜5.5V の基準電圧をサポートできるため、入力電圧範囲が 3.3V および 5V の ADC に最適です。このデバイスを使用する場合のもう 1 つの考慮事項は配線です。ADC とアンプの基準電圧はどちらも比例しているため、ADC の基準電圧をレシオメトリック デバイスに配線する必要があります。

図 2-6 に、AMC0x30R の入出力間伝達特性を示します。このデバイスは、入力電圧範囲が ±1V のシングルエンド レシオメトリック ゲイン デバイスです。アンプが基準電圧の中間点付近でバイアスされているため、バイポーラ入力デバイスは V_IN = 0 において V_REF の 50% を出力できます。

図 2-6 AMC0x30R の入出力伝達特性

指定された線形入力範囲内の任意の入力電圧について、デバイスの出力電圧は次の式で定義できます。

AMC0x30R の出力電圧：

-1V 未満および +1Vを超える入力電圧でもデバイスの出力は入力に追従しますが、直線性性能は低下します。

AMC0x11R は、入力電圧範囲が 0.13〜2.25V のシングルエンド レシオメトリック デバイスであり、出力電圧は次の式で定義されます。

AMC0x11R の出力電圧：

AMC0x11R デバイスも AMC0x11S と同様、図 2-7 に示すように、入力電圧が 0V 付近で動作が非線形になります。

図 2-7 AMC0x11R の入出力伝達特性

V_REFIN = 5V では、線形動作の最小入力電圧は 128mV です。出力は基準電圧の 5% (250mV) です。

線形動作の最小入力電圧は、次の式で計算できます。

AMC0x11R の線形動作の最小入力電圧：