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治之已精,益求其精

治精微发布新一代极高精度36V仪表放大器

20221010,上海

 

上海治精微电子有限公司(以下简称“治精微”),总部位于张江的高端模拟芯片方案供应商,宣布推出全新36V高精度仪表放大器ZJA3600它是治精微继量产型号ZJA3620之后的第二代仪表放大器,是我国在这一领域取得的里程碑式的成果第一代产品ZJA3620对标国际竞品,性能达到同一水平。而ZJA3600采用最新工艺,全新电路架构和独特的修调方法,在共模抑制比CMRR增益误差、失电压VOS噪声等性能取得突破性进展,关键指标全方位引领行业最高水平ZJA3600ZJA3620可以广泛用于工业控制、医疗仪器、锂电池化成及分容、数据采集系统等,对见的电流、电压信号进行调理实现精检测和控制。它们采用业界通用的8引脚SOIC封装管脚排列,客户可在已有解决方案中实现快速替换获得性能提升而无需做任何软、硬件修改。

图一:ZJA3600的共模抑制比、增益误差指标为业界最佳

ZJA3600原理和管脚业界标准完全兼容

 

仪表放大器通过一个外接电阻即实现准确的增益设定,因其简单易用,自问世以来受到用户的广泛欢迎。作为仪表放大器关键指标CMRRZJA3600常温下增益为1保证优于110 dB业界标准产品32,是最接近的国际竞品6长期以来全温范围内进一步提高仪表放大器的共模抑制比一直是难克服的技术瓶颈因此国际竞品往往不标称全温范围的最坏值治精微经过不懈努力终于取得突破,在拓展工业温度范围内-40 °C125 °CZJA3600共模抑制比保证优于100 dB达到业内最高水平

 

仪表放大器另一个关键指标增益误差增益为1ZJA3600增益误差保证0.0005%万分之五)以内业界标准产品1/40是最接近的国际竞品的1/20误差温度系数也保证0.5 ppm/°C以内业界标准产品1/20者皆为行业最优增益大于1ZJA3600增益误差主要由输入放大器的反馈电阻精度决定。ZJA3600反馈电阻的标称值为24.7 kΩ和业界标准产品一致常温下增益误差保证优于500 ppm是标准产品的1/3增益温系数优于30 ppm/°C二者行业最优

 

通常要求仪表放大器具有极小偏置电流Ib常温下ZJA3600偏置输入电流保证100 pA以内仅为业界标准产品1/10因此可以用它直接放大高阻的信号源担心额外的测量误差。这个通用数据采集卡电流信号采集系统非常重要。此前系统设计工程师不得不在低偏置电流和测量误差之间做折衷,ZJA3600完美解决了这个令人头疼的问题需要指出的是,基于零漂技术(自稳零或者斩波放大器的仪表放大器,其输入电流有高µA的毛刺,且电流直流成分达nA往往会引起很大的测量误差它们ZJA3600这种连续信号仪表放大器相比,在偏置电流毛刺、输入失电流、输出电压毛刺以及稳定时间相当大差距会给系统设计带来风险和不确定性

 

仪表放大器的另一重要指标是电压Vos包括两部分输入失电压VOSI输出失电压VOSO基于治精微自有的微调技术,ZJA3600取得了优异的失电压性能。常温下,VOSI保证小于25 µV业界标准产品1/2VOSO保证小于50 µV业界标准产品1/10以上两者皆为业界最优。在拓展工业温度范围内-40 °C125 °CZJA3600保证VOSI温度系数低于0.5 µV/°C业界标准产品1/6保证VOSO温度系数低于1 µV/°C仅为标准产品1/7此二项指标在国际竞品名列前茅

图三:ZJA3600关键参数分布图279芯片

 

ZJA3600的噪声性能非常突出。G=10.1~10 Hz电压噪声仅为1.2 µVP-P仅为业界标准产品2/5业界最佳。在1 kHz输入放大器的电压噪声为8 nV/Hz在国际竞品中处于前列;输出放大器电压噪声为36 nV/Hz仅为业界标准产品1/2达到业界最优由于ZJA3600的输入电流非常小,使得相应的电流噪声在1 kHz仅为2 fA/√Hz,是业界标准产品的1/50。特别需要指出的是,ZJA3600输入电流噪声中完全没有0.1~10 Hz的闪噪成分,相对而言,国际竞品0.1~10 Hz输入电流噪声高达10 pAP-P,所以ZJA3600在源阻抗较高的信号放大场景中拥有巨大的竞争优势。

ZJA3600在增益1 0.1~10 Hz电压噪声

 

ZJA3600在供电电压4.75 V40 V范围内,供电电流3.3 mAG=1带宽3.2 MHzG=10宽为625 kHzG=100带宽为74.2 kHz能够满足不同客户的需求

图五:ZJA3600不同增益下的频率响应

 

综前所述,结合高精度增益控制和共模抑制比,优良的噪声特性和超低电压,ZJA3600给客户提供超出以往的动态范围和灵敏度,可以大幅提升系统精度和工程裕量。

 

此外,跟现有高压仪表放大器不同,ZJA3600还提供了片上过温保护功能,以应对可能的恶劣工作环境或突发状况。当芯片结温达到150 °C自动触发过温保护,芯片进入关断模式,电源电流大幅度降低,输入输出管脚呈高阻状态。当结温降到130 °C时,芯片重新启动,进入正常工作状态。这样可以有效减少因过热引起的永久性损伤。

 

 

ZJA3600的主要特点包括:

精度增益控制共模抑制比

增益为1ZJA3600常温下CMRR优于110 dB增益误差优于0.0005 %-40 °C125 °C范围内,CMRR优于100 dB, 增益温漂小于0.5 ppm/°C 当增益高于1时,常温下增益误差小于500 ppm增益温漂小于30 ppm/°C以上指标皆为业界最

 

基于超低偏置电流的易用性:

ZJA3600只需一个外界电阻即可完成增益设定且电阻值与业界标准产品保持一致。其偏置电流保证小于100 pA极大拓展了仪表放大器的使用范围。ZJA3600为连续信号放大器,避免了市面上一些自稳零或者斩波类仪表放大器带来误差和动态性能等问题可以实现替代

 

超低失电压和超低噪声保证了灵敏度:

常温下,VOSI保证优于25 µVVOSO保证优于50 µV两者皆为业界最优。VOSI温漂保证优于0.5 µV/°CVOSO漂保证优于1 µV/°CG=10.1~10 Hz电压噪声1.2 µVP-P为业界最优。输入放大器电压噪声8 nV/Hz输出放大器电压噪声36 nV/Hz在国际竞品中处于前列。尤其是超低偏置电流噪声仅为2 fA/Hz完全没有0.1~10 Hz闪噪成分,非常适用于源阻抗较高的精密放大等场合。

 

高可靠性:

整个系列产品均采用符合1级湿度等级MSL-1的封装,且经过工业标准的可靠性测试。通过严格ESD测试:3 kV人体模型HBM1 kV带电器件模型CDM)。

 

ZJA3600秉持治精微一贯高性能的信号链产品路线和已发布的ZJC200018 400 kSPS高精度ADC系列产品ZJC2541/218位高精度1 MSPS DAC系列产品精密电压基准源ZJR1000最高供电电压15 V最大温度系数5 ppm/°CZJR1001/2ZJR1003最大温度系数5 ppm/°C40 V供电精密运放ZJA3000配合,将更好地满足高精度信号处理系统的需求。治精微是全球业界少有的可提供高性能完整精密信号链芯片解决方案的供应商

 

样片:

ZJA3600产品可提供样品,如需申请样片或订购可邮件至sales@zjwmicro.com拨打021-6858360018717852766更多信息敬请访问www.zjwmicro.com

 

关于“治精微”

上海治精微电子有限公司是一家高科技半导体公司,成立于201711月,总部设在上海张江,并有多个研发中心。公司致力于研发、制造、销售高端模拟芯片和混合信号芯片,专注于高端信号链路产品和方案,以产品的高性能、高可靠性和强大技术支持更好地为工业、汽车、通信及医疗客户服务。公司致力打造世界一流、中国最好的高端模拟芯片方案供应商,大国重器,始自精微