高穩(wěn)定性隔離誤差放大器 ADuM3190S：航天級(jí)應(yīng)用的理想之選

在電子工程領(lǐng)域，對(duì)于高性能、高穩(wěn)定性的隔離誤差放大器的需求一直存在，尤其是在航天等對(duì)可靠性要求極高的領(lǐng)域。Analog Devices 公司的 ADuM3190S 高穩(wěn)定性隔離誤差放大器，便是滿足這一需求的優(yōu)秀產(chǎn)品。下面，我們就來深入了解這款產(chǎn)品的各方面特性。

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1. 規(guī)格概述

1.1 適用范圍

ADuM3190S 的規(guī)格文檔詳細(xì)說明了其作為航天級(jí)合格產(chǎn)品的要求，它基于 Analog Devices 公司經(jīng) QML 認(rèn)證的生產(chǎn)線制造，遵循 MIL - PRF - 38535 Level V 標(biāo)準(zhǔn)，但有部分內(nèi)容在此文檔中進(jìn)行了修改。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)航天級(jí)產(chǎn)品計(jì)劃手冊(cè)中的制造流程也是本規(guī)格的一部分，相關(guān)信息可在 http://www.analog.com/aeroinfo 查看。

1.2 產(chǎn)品型號(hào)

本規(guī)格對(duì)應(yīng)的具體型號(hào)為 ADUM3190P703F，這是一款經(jīng)過 30krad 輻射測(cè)試的高穩(wěn)定性隔離誤差放大器。

1.3 封裝外形

其封裝外形符合 MIL - STD - 1835 標(biāo)準(zhǔn)，采用 16 引腳底部釬焊扁平封裝（CDFP4 - F16），引腳采用熱浸焊工藝處理。

2. 電氣特性

2.1 絕對(duì)最大額定值

這部分規(guī)定了器件所能承受的最大應(yīng)力，如電源電壓（VDD1、VDD2）最大為 24V，內(nèi)部電源電壓（VREG1、VREG2）最大為 3.6V 等。超過這些額定值可能會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞，而且長(zhǎng)時(shí)間處于絕對(duì)最大額定值條件下會(huì)影響器件的可靠性。

2.2 推薦工作條件

推薦的電源電壓（VDD1、VDD2）范圍為 3.0V 至 20.0V，環(huán)境工作溫度范圍是 - 55°C 至 + 125°C，最大輸入信號(hào)上升和下降時(shí)間為 1ms。在這些條件下使用，能確保器件發(fā)揮最佳性能。

2.3 標(biāo)稱工作性能特性

輸入電容（C?）為 4pF，特定條件下 EAOUT 阻抗為高阻態(tài)等。這些特性為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參數(shù)依據(jù)。

2.4 輻射特性

該器件的最大總劑量（劑量率為 50 - 300rads(Si)/s）可達(dá) 30krads(Si)，這使得它能夠在輻射環(huán)境下穩(wěn)定工作，滿足航天等特殊領(lǐng)域的需求。

3. 電氣性能參數(shù)

文檔中詳細(xì)列出了電氣性能參數(shù)表，涵蓋了精度（Error）、運(yùn)算放大器特性（如失調(diào)誤差、開環(huán)增益等）、參考輸出特性、輸出特性（輸出增益、輸出失調(diào)電壓等）、電源特性（電源抑制比、電源電流等）以及絕緣和安全相關(guān)規(guī)格等。這些參數(shù)對(duì)于工程師評(píng)估器件性能、進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和調(diào)試至關(guān)重要。大家在實(shí)際應(yīng)用中，一定要根據(jù)具體需求仔細(xì)對(duì)比和分析這些參數(shù)哦。

4. 測(cè)試與應(yīng)用

4.1 測(cè)試要求

文檔明確了電氣測(cè)試要求，包括臨時(shí)電氣參數(shù)、最終電氣參數(shù)、各測(cè)試組的端點(diǎn)電氣參數(shù)等，以及壽命測(cè)試/老化測(cè)試的 delta 限制。這些測(cè)試要求確保了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能符合標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 應(yīng)用電路及原理

• 工作原理：在 ADuM3190 的測(cè)試電路中，外部電源電壓為 3V 至 20V 提供給 VDD1 和 VDD2 引腳，內(nèi)部穩(wěn)壓器提供 3.0V 為內(nèi)部電路供電。一個(gè)內(nèi)部精密 1.225V 參考源為隔離誤差放大器提供 ±1%的精度參考。UVLO 電路監(jiān)測(cè)電源電壓，在滿足閾值條件時(shí)控制內(nèi)部電路的開啟和關(guān)閉。
• 精度電路操作：右側(cè)運(yùn)算放大器從 - IN 引腳到 COMP 引腳具有 10MHz 的單位增益帶寬，但線性隔離器會(huì)引入約 400kHz 的極點(diǎn)，可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。通過添加由 2.2nF 電容和 680Ω 電阻組成的積分器配置，可使系統(tǒng)在約 100kHz 處穿越 0dB，相位裕度約為 60°，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定。不過要注意，這個(gè)電路僅用于精度測(cè)試，實(shí)際應(yīng)用中因隔離屏障上的 680Ω 電阻會(huì)產(chǎn)生泄漏電流，所以不適用。
• 隔離放大器電路操作：輸入側(cè)放大器設(shè)置為單位增益緩沖器，EAOUT 輸出跟隨 + IN 輸入，EAOUT2 輸出跟隨 EAOUT 輸出，且電壓增益為 2.6。該電路具有開漏輸出，需通過電阻上拉至 3V 至 20V 電源，以提供最大 1mA 的輸出電流。同時(shí)，EAOUT2 電路內(nèi)部有二極管鉗位，可保護(hù)內(nèi)部電路免受高于 5V 電壓的影響。此外，EAOUT 電路可添加可選的外部 RC 低通濾波器，以降低內(nèi)部電壓到 PWM 轉(zhuǎn)換器的 3MHz 輸出噪聲。
• 直流正確性和磁場(chǎng)抗擾性：隔離器輸入的邏輯轉(zhuǎn)換會(huì)通過變壓器發(fā)送窄脈沖到解碼器，解碼器根據(jù)脈沖設(shè)置或復(fù)位狀態(tài)。在無邏輯轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)發(fā)送刷新脈沖確保輸出的直流正確性。若解碼器在約 3μs 內(nèi)未收到內(nèi)部脈沖，輸出將被強(qiáng)制為默認(rèn)高阻態(tài)。ADuM3190 對(duì)外部磁場(chǎng)具有抗擾性，通過計(jì)算可得出不同磁場(chǎng)頻率下的最大允許磁場(chǎng)強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)電流大小。例如，在 1MHz 磁場(chǎng)頻率下，0.02kGauss 的磁場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)導(dǎo)致輸出錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換，而要影響器件工作，需將 0.7kA 電流放置在距離器件 5mm 處。

5. 其他信息

5.1 老化測(cè)試與輻射測(cè)試

制造商需對(duì)老化測(cè)試電路和輻射暴露電路進(jìn)行文檔修訂級(jí)別控制，并應(yīng)要求向相關(guān)方提供這些電路信息。輻射總劑量測(cè)試應(yīng)按照 MIL - STD - 883 方法 1019 條件 A 進(jìn)行。

5.2 MIL - PRF - 38535 QMLV 例外情況

晶圓制造在 MIL - PRF - 38535 QML Class Q 認(rèn)證的工廠進(jìn)行，該產(chǎn)品不適用 MIL - STD - 883 TM 5007 的晶圓批次驗(yàn)收和 MIL - STD - 883 TM2018 的 SEM 檢查，且器件包含雙金屬線鍵合（鋁芯片焊盤上的金鍵合線）。

5.3 封裝尺寸與訂購(gòu)指南

文檔提供了 16 引腳底部釬焊扁平封裝的尺寸圖，以及訂購(gòu)信息，包括型號(hào)、溫度范圍、封裝描述和封裝選項(xiàng)等。

5.4 修訂歷史

詳細(xì)記錄了產(chǎn)品規(guī)格文檔的修訂歷史，包括每次修訂的日期和內(nèi)容，方便工程師了解產(chǎn)品的發(fā)展和變化。

總的來說，ADuM3190S 高穩(wěn)定性隔離誤差放大器憑借其優(yōu)秀的電氣性能、良好的輻射特性和完善的測(cè)試與應(yīng)用支持，在航天等對(duì)可靠性和性能要求極高的領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。電子工程師在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)這些詳細(xì)的規(guī)格信息，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，為項(xiàng)目的成功實(shí)施提供有力保障。大家在使用過程中有任何疑問或者獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流哦！