差變專用集成電路SF5520的原理及應用
發布時間:2007/8/24 0:00:00 訪問次數:478
SF5520是一種專門同差動變壓器配套使用以進行測量與轉換的單片式集成電路,它上有功耗低、體積小、安裝容易、使用方便等特點。SF5520與差動變壓器配合使用所組成的測量系統能在化電路的同時顯著提高系統性能。它與SJ5520、NE5520性能相同,封裝形式也一致,可以直接互換。SF5520能提供電感傳感器所必需的低失真穩定正弦波激勵電源,并能對傳感器的輸出信號進行高精度的相敏整流處理。同時,芯片內部相對獨立的輔助運算放大器還可為實際應用增加更大的靈活性。
1 SF5520的引腳功能
SF5520采用14腳雙列塑封,其管腳排列如圖1所示。各引腳的功能如下:
1腳:輔助運放輸出;
2腳:輔助運放同相輸入;
3腳:輔助運放反相輸入;
4腳:內部相敏整流器輸入;
5腳:內部相敏整流器輸出;
6腳:內部相敏流器參考信號輸入;
7腳:接地;
8腳:二分之一基準電壓;
9腳:信號發生器輸出;
10腳:信號發生器輸出(與9腳反相);
11腳:內部運放反相輸入端;
12腳:基準電源;
13腳:信號發生器外接電容;
14腳:電源。
2 SF5520的結構原理
圖2是SF5520的內部等效電路框圖,它由濾形發生器、相敏整流器、偏置電路及輔助運放組成。圖中,芯片內部的電阻除R7、R8為5kΩ以外,其余均為10kΩ。
SF5520內部有一個諧波含量小于5%且具有一定負載能力的正弦波信號發生器,其輸出可用于對差動變壓器初級繞組提供驅動。它由三角波信號發生器B1、波形轉換電路B2及信號輸出級A1、A2等組成。三角波信號發生器的振蕩頻率與外接電容C1有關,通過改變該電容值可使輸出信號頻率在1~20kHz之間調節。振蕩頻率f與外接電容C1之間存在下列關系:
f=110/C1
式中:f的單位是Hz,C1的單位是μF。
SF5520內部的相敏整流電路由運放A3、A4及可控電子開關B4組成。其中由運放A3組成電壓跟隨器,以提高相敏整流電路的輸入阻抗;A4及電阻R1~R4組成換向放大器,其工作狀態由電子開關B4控制;可控電子開關由輸入信號控制,輸入信號的不同極性可導致電子開關的導通與截止。
偏置電路(B3)可為SF5520內部各單元電路提供穩定的工作電壓,以保證電路能穩定可靠地工作,同時還確保輸出信號的動態工作范圍。
此外,SF5520內部還設置一個獨立的運算放大器(A5),該放大器可為實際應用提供極大方便。
3 SF5520的技術參數
SF5520的主要技術參數如下:
振蕩頻率:1~20kHz,由外接電容確定。
輸出信號失真:小于5%,典型值4%。
輸出電流:典型值15mA,最小值8mA。
外接負載阻抗:小于1kΩ。
輸入電壓:最小值4.5V,最大值5.5V。
輸入電流:典型值300μA,最小值100μA,最大值1mA.
線性誤差:典型值0.05%,最大值0.1%。
單電源:5~20V;雙電源:±2.5~±10V。
電源電流:典型值15mA,最大值20 mA。
基準電壓:最小值5V,最大值與電源電壓相同。
增益:典型值為100000倍。
輸入失調電壓:最小值-10 mA,最大值+ 10mA。
輸出電壓擺幅:最小值1.5V,最大值為電源電壓-1.5V。
輸出短路電流:典型值50 mA。
典型功耗:小于220 mW,極限耗散功率為840 mW。
環境溫度:0~70℃。
存儲溫度:-65~125℃。
SF5520是一種專門同差動變壓器配套使用以進行測量與轉換的單片式集成電路,它上有功耗低、體積小、安裝容易、使用方便等特點。SF5520與差動變壓器配合使用所組成的測量系統能在化電路的同時顯著提高系統性能。它與SJ5520、NE5520性能相同,封裝形式也一致,可以直接互換。SF5520能提供電感傳感器所必需的低失真穩定正弦波激勵電源,并能對傳感器的輸出信號進行高精度的相敏整流處理。同時,芯片內部相對獨立的輔助運算放大器還可為實際應用增加更大的靈活性。
1 SF5520的引腳功能
SF5520采用14腳雙列塑封,其管腳排列如圖1所示。各引腳的功能如下:
1腳:輔助運放輸出;
2腳:輔助運放同相輸入;
3腳:輔助運放反相輸入;
4腳:內部相敏整流器輸入;
5腳:內部相敏整流器輸出;
6腳:內部相敏流器參考信號輸入;
7腳:接地;
8腳:二分之一基準電壓;
9腳:信號發生器輸出;
10腳:信號發生器輸出(與9腳反相);
11腳:內部運放反相輸入端;
12腳:基準電源;
13腳:信號發生器外接電容;
14腳:電源。
2 SF5520的結構原理
圖2是SF5520的內部等效電路框圖,它由濾形發生器、相敏整流器、偏置電路及輔助運放組成。圖中,芯片內部的電阻除R7、R8為5kΩ以外,其余均為10kΩ。
SF5520內部有一個諧波含量小于5%且具有一定負載能力的正弦波信號發生器,其輸出可用于對差動變壓器初級繞組提供驅動。它由三角波信號發生器B1、波形轉換電路B2及信號輸出級A1、A2等組成。三角波信號發生器的振蕩頻率與外接電容C1有關,通過改變該電容值可使輸出信號頻率在1~20kHz之間調節。振蕩頻率f與外接電容C1之間存在下列關系:
f=110/C1
式中:f的單位是Hz,C1的單位是μF。
SF5520內部的相敏整流電路由運放A3、A4及可控電子開關B4組成。其中由運放A3組成電壓跟隨器,以提高相敏整流電路的輸入阻抗;A4及電阻R1~R4組成換向放大器,其工作狀態由電子開關B4控制;可控電子開關由輸入信號控制,輸入信號的不同極性可導致電子開關的導通與截止。
偏置電路(B3)可為SF5520內部各單元電路提供穩定的工作電壓,以保證電路能穩定可靠地工作,同時還確保輸出信號的動態工作范圍。
此外,SF5520內部還設置一個獨立的運算放大器(A5),該放大器可為實際應用提供極大方便。
3 SF5520的技術參數
SF5520的主要技術參數如下:
振蕩頻率:1~20kHz,由外接電容確定。
輸出信號失真:小于5%,典型值4%。
輸出電流:典型值15mA,最小值8mA。
外接負載阻抗:小于1kΩ。
輸入電壓:最小值4.5V,最大值5.5V。
輸入電流:典型值300μA,最小值100μA,最大值1mA.
線性誤差:典型值0.05%,最大值0.1%。
單電源:5~20V;雙電源:±2.5~±10V。
電源電流:典型值15mA,最大值20 mA。
基準電壓:最小值5V,最大值與電源電壓相同。
增益:典型值為100000倍。
輸入失調電壓:最小值-10 mA,最大值+ 10mA。
輸出電壓擺幅:最小值1.5V,最大值為電源電壓-1.5V。
輸出短路電流:典型值50 mA。
典型功耗:小于220 mW,極限耗散功率為840 mW。
環境溫度:0~70℃。
存儲溫度:-65~125℃。
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