이 신제품 제품군은 고성능, 비용 효율적이고, 더 작은 시스템 크기에 대한 요구를 충족하는 포괄적인 장치 포트폴리오를 제공하기 위해 비율 측정 출력을 지원하는 단일 종단 장치 옵션을 포함하고 있습니다. 신제품 제품군의 단일 종단 비율 측정 출력 장치는 ADC의 레퍼런스 전압에 비례하여 게인을 조정하도록 설계되었습니다. 고정 게인 출력의 한 가지 단점은 고정 게인이 2V 출력 스윙만 제공할 수 있다는 것입니다. 5V 아날로그 IO를 사용하는 시스템은 ADC 입력 범위의 50%만 사용할 수 있으므로 측정 시 1비트 분해능이 손실됩니다. 비율 측정 출력을 통해 증폭기가 ADC 동적 범위를 완전히 활용하여 측정 해상도를 극대화할 수 있습니다. 그림 2-4 및 그림 2-5은(는) 비율 측정 장치에 대한 두 가지 구성을 나타냅니다.

그림 2-4 공급에서 파생된 참조

그림 2-5 외부 참조에서 제공한 참조

전원 공급 장치 레일에서 파생된 레퍼런스 전압을 받으면 부품이 줄어들 수 있으므로 비용이 절감됩니다. 하지만 외부 레퍼런스에서 파생된 레퍼런스 전압을 사용하면 잡음이 낮아질 수 있습니다.

단일 종단 비율 측정 출력 장치의 설계로 인해 이 장치는 기준 전압 값에 민감하지 않고 부정확성 및 AC 장애에 내성이 있습니다. 이 장치는 향상된 분해능, 정확도 및 안정성을 달성하는 동시에 단ㅇㄹ 종단 증폭기 단계에 차동을 추가할 필요가 없기 때문에 성능 사양을 충족하면서 PCB 공간을 덜 차지하고 BOM 비용 절감에 기여할 수 있는 비율 측정 옵션이 크게 선호되고 있습니다.

단일 종단 비율 측정 장치에 대한 설계 고려 사항 중 하나는 ADC의 입력 전압 범위입니다. 비율 측정 장치는 2.75~5.5V 레퍼런스 전압을 지원할 수 있기 때문에 비율 측정 장치는 입력 전압 범위가 3.3V 및 5V인 ADC용으로 가장 잘 설계되었습니다. 이 장치의 또 다른 설계 고려 사항은 라우팅입니다. ADC 및 증폭기의 레퍼런스 전압이 비례하기 때문에 ADC의 레퍼런스 전압을 비율 측정 장치로 라우팅해야 합니다.

그림 2-6에서는 입력 전압 범위가 ±1V인 단일 종단 비율 측정 게인 장치인 AMC0x30R의 입력 대 출력 전송 특성을 보여줍니다. 바이폴라 입력 장치는 기준 전압의 중간 지점을 중심으로 증폭기가 바이어스되기 때문에 V_IN = 0에서 V_REF의 50%를 출력할 수 있습니다.

그림 2-6 AMC0x30R의 입력-출력 전송 특성

지정된 선형 입력 범위 내 입력 전압의 경우 장치가 전압을 다음 방정식으로 정의할 수 있습니다.

AMC0x30R의 출력 전압:

입력 전압이 –1V 미만 및 +1V 미만인 경우 장치의 출력은 계속 입력을 따르지만 선형성 성능이 저하됩니다.

입력 전압 범위가 0.13~2.25V인 단일 종단 비율 측정 장치인 AMC0x11R에는 출력 전압이 다음과 같은 방정식에 의해 정의됩니다.

AMC0x11R의 출력 전압:

AMC0x11S와 유사하게 AMC0x11R 장치는 0V 근처의 입력 전압에 대한 비선형 동작을 보이는데, 이는 그림 2-7에 나와 있습니다.

그림 2-7 AMC0x11R의 입력-출력 전송 특성

V_REFIN= 5V에서 선형 작동을 위한 최소 입력 전압은 128mV입니다. 출력은 레퍼런스의 5% 또는 250mV입니다.

선형 작동을 위한 최소 입력 전압은 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

AMC0x11R의 선형 작동을 위한 최소 입력 전압: