Table of Contents

Düşük Güç Operasyonel Amplifiers Define Modern Portatif Tasarım

Hareketli elektronik patlama, batarya destekli bir cihazın her bileşeni üzerinde eşi benzeri görülmemiş bir talepler koydu. Bunların arasında operasyonel yükselteç benzersiz bir pozisyona sahip olmalı, çünkü aktif olarak kalmalıdır - veya neredeyse bu nedenle dijital dönüşümden önce gerçek dünya sinyalleri.Zengin uyku modlarına girebilecek olan farklı işlemciler, analog uçların çoğu zaman sensör verileri doğru bir şekilde yakalamaya ihtiyacı vardır.

Kötü seçilmiş bir amplifik, gün içinde bir hücreyi boşaltabilir, iyi bir parça piyasada mevcut olan en düşük orantılı kısmı seçmek yerine uygulama için mevcut olan belirli ticaret noktaları anlamalıdır.Bu makale, portatif cihazlardan ödün vermeden olağanüstü güç verimliliği sağlamak için kesintiye uğratmaktadır.

Battery-Powered Systems için önemli olan Core Özellikler

Bireysel parçaları değerlendirmekten önce, mühendisler karşılaştırma için net bir çerçeveye ihtiyaç duyuyorlar. Quiescent şu anki - yükseltici aktif olduğunda çekilen mevcut - bu çarpıcı şekilde yük sürmez - her nanoamp çok yıllık batarya yaşamını hedeflemede önemli.

Lig-Band geniş ürün ve onun Güç üzerindeki Etkisi

Mevcut ve bant genişliği arasındaki ilişki, artırılmış tasarımda temeldir. 600 nA tipik olarak, yüksek GB ile elde edilen ortalama bir ürün (GBWP) ile, yükselteçicileri seçmek için yeterli olan, basınç transdüserleri ve çevresel monitörler için 1 kHz. Uygulamaların gerekli olan ses bant genişliğine ihtiyacı vardır.

Rail-to-Rail Giriş ve Çıkış Mimarisi

Portatif sistemler genellikle tek hücreli lityum-iyon akülerinden (3.0 V'ye 4.2 V'ye veya alkali hücrelere (1.2 V'ye 1.65 V'e) çalışır (RRIO) af-amps neredeyse tüm tedarik aralıklarında lineer operasyon sağlar, ancak şarj edilebilir dinamik aralıklar, sinyalin ortalama olarak tedarik raylarına yaklaşırken, batarya gerilim izleme veya tek başına sensör arabirimleri gibi. Shutdown veya pins, mikro kontrol noktalarına geçiş için güç sağlar.

1. Texas Instruments OPA2333: Sensör Front-Bitişleri için Nano-Power Hassasiyet

OPA2333, ultra-düşük güç hassaslığı için bir kriter oluşturur. Bu çift kanal CMOS op-amp, 8 V'den 5.5 V'e kadar kanal başına 600 nA tedarik akımı çizerken, otomatik-zero mimarisi 10 μV ve 0.05 μV/°C'nin sürüklenme gerilimi sunar ve çoğu uygulamadaki çalışma modundaki çalışma şeklini ortadan kaldırır.

Demiryolu-ray giriş ve çıkış aşamaları, batarya geriliminin tam kullanımını sağlar ve küçük SC-70 veya SOT-23 paketler PCB bölgesini en düşük frekanslarda minimum sinyal doğrulama verilerini kısıtlarken, bu cihazı düşük frekanslı ölçümler için ücretsiz olarak kısıtlar.0.OPA2333 veri sayfası[Dönetici).

Bridge Sensör Uygulamaları için OPA2333'ü optimize edin

Buğday taş köprü konfigürasyonları, OPA2333'ün yakınına doğru sürüklenme, köprü elementlerinde sıcaklık kaynaklı direniş değişikliklerin gerçek sensör sinyalleri için yanlış olmadığı anlamına gelir. Tasarımcılar bu amplifikatörlerle bu amplifikatörleri genel sistem doğruluğuna sahip olmalıdır. oto-zero saat çalışır, bu da yükselticinin güç tedarikinden düşük frekanslı gürültüyü reddedebilir veya elektromanyetik müdahaleden dolayı kesintiye uğratabilmesi anlamına gelir.

2. Analog Cihazlar LTC2057: Yüksek Band genişle Sıfır-Drift Performansı

Uygulamalar hem hassas hem de düşük gürültüyü orta bant genişliğine ihtiyaç duyduğunda, LTC2057'den Analog cihazlardan sadece 300 μA kanal başına çizerken, bu tek kanal sıfır amplif amplifikatör 2.7 V'den 5.5 V tedarike kadar çalışır ve 0.02 μV/°C'den fazla bir miktar analog dengeleme sağlar.

Demiryolu-rayın giriş ve çıkış aşamaları tek başına tasarımlarda dinamik aralığı korur ve 1.2 ms kapanmadan sonra zaman zaman zaman döngüsü-küresel güç gating. LTC2057, bu tedarik seviyesindeki birkaç rakiple eşleştirilir.

LTC2057 ile Görev-Cycling

LTC2057'nin formülü, sistem tasarımcılarının agresif güç yönetim planlarını uygulamalarına izin verir. Bir mikrokontrolör, bir ölçümden önce amplifikatör 2 ms'ı uyandırır, sabit bir okuma alır ve sonra tekrar yükselteçir.Bu teknik, her sensör kanalının periyodik dikkat gerektirdiği mikroamperyazarlık seviyelerinin ortalama akışını azaltır.

3. Texas Instruments TLV2371: Versatile Portable Designs için Geniş Tedarik Aralığı

TLV2371, güç bütçesinin üzerinden birçok sensör yükseltici aşaması için tek bir re-emperyalist bir artıştır.Gerekli bir V ile 350 μA'nın ortalama olarak sıfıra geri döndüğünü içeren bir dizi tasarım.Bu özellik özellikle pompalı yük devreleri ile ilgili olarak, giriş geriliminin güç bütçesini aşan birçok sensör yükselteçli aşamalar için yeterli kazanç sağlar.

Portre elektrokimyasal gaz sensörleri, duman detektörleri ve düşük seviyeli tıbbi monitörler genellikle TLV2371'i çalıştırıyor çünkü düşük gerilim ADC'ler ile iyi çalışır ve batarya gerilimi azalırken sabit yükleri tutar. Geniş tedarik aralığı aynı kısım aynı zamanda aynı zamanda farklı batarya konfigürasyonlarından çalıştırılabilir ve yeterlilik çaba ve envanter karmaşıklığı azaltır.[0]TLV2371 ürün sayfasının tamamının sabitlediği notları ve sabit yükleri 500 pF'ye kadar şarj edilebilir.

4. Analog cihazlar AD8610: JFET Yüksek İmpedans Signal Paths için Giriş

Portreatif ses ekipmanları, hassas mikrofonlar ve AD8610'dan düşük bozulmayı talep eden ölçüm aletleri, iki hücreli Lityum-iyon paketleri gibi hızlı bir JFET-input op-amp. Bu cihaz ±5 V'den ±13 V'e kadar malzeme işlemeye izin verir (veya tek bir 10 V'ya kadar) , daha düşük seviyeli şarj noktaları için uygun hale getirir.

JFET giriş aşaması, portatif spektrometreler için sadece birkaç fotoyot transimpedans yükselticileri için gerekli olan portatif akımları elde edebilir, ancak sistemleri zaten çok hücreli bataryalar kullanarak, AD8610, kamera modüllerinde kullanılan fluorsantrik alternatifler ve çevre ışık sensörlerinin tekrar ışık kontrolünü göstermesi için güçlü bir aday haline getirir.

JFET Op-Amps ile Photodiodel Ampifier Design with JFET Op-Amps

Transimpedans yükselteçleri fotodiodes için tasarlarken, AD8610'un pikoamperya girişi önyargısını sınırlayan bir kutup haline getirmesi, nanowatts aralığına doğru bir şekilde geri yüklemesi gerekir. geri bildirimler bu gücü telafi etmek ve kutuplaşmaya karşı dengelemek için seçilir. AD8610'un geniş bant genişliği ve hızlı bir şekilde çalışır.

5. Texas Instruments MCP602: Tüketici Audio için Maliyet Etkili İşhor

MCP602 ailesi, iki demiryolu-çizgi I/O op-amp ile birlikte, 1,4,5 V işletim aralığında ve kanal başına 1.5 mA'nın tipik bir tedarik akımına hizmet ediyor. 2.8 MHz GBWP ve 7 V / μs slew oranı, ses kodlaması için çok yönlü bir seçim yapabilir ve analog sensör arayüzleri, taşınabilir cihazlarda ortaklar için en yüksek giriş gerilimi 500 μV, tüketici sınıfı ürünleri için yeterli.

Mevcut tedarik aşırıdan ziyade mütevazı olsa da, düşük maliyetle dayanıklı ESD koruması 4 kV'ye kadar ve uzay tasarrufu DFN paketlerinde kullanılabilirlik MCP602, Bluetooth hoparlörleri, el oyun cihazları ve temel tıbbi monitörler gibi popüler olan MCP602, yüksek çözünürlükte kapasiteye sahip olan stabiliteyi korumak için güvenli bir şekilde bir seçenek sunar.

6. Analog Cihazlar ADA4528-1: Enable Control ile Nano-Power Zero-Drift

ADA4528-1, nano-güçlü hassasiyetin sınırlarını zorlar. Bu sıfır-drift af-amp, maksimum 2.5 μV ve GB sürüklenmesinde maksimum 2.5 μV ve GB'nin eğimli nano-parçalı akımın yüksek olduğu ve her saat döngüsünü doğrulayan bir iç otomatik-zero ağı içerir, geleneksel yükselteçmiş yükselteçleri ve yaşlanma etkilerini etkili bir şekilde ortadan kaldırır.

ADA4528-1, mevcut 150 nA'ya kapalı olarak tedarik eden bir pim içeriyor ve bu yükselticilerin yeteneklerini düzenli olarak uyandıran görevler için ideal hale getiriyor. Cihazın ray-to-ray giriş ve çıkış aşamaları, tek başına tasarımlarda maksimum sinyal salımı sağlar ve küçük MSOP-8 paketi kolayca taşınabilir bir cihaza uygundur.For a comprehensive review of this developer's capabilities, the device's Railway-tr|0}ASI4528-1 product page))

Maximing Battery Life Through Duty Bisiklet

Dakika başına bir ölçüm yapan uygulamalarda, ADA4528-1, sabit devredeki zamanınızın% 99'unu kapatarak, mevcut ortalama tedarik süresini yaklaşık 150 nA artı ölçüm pencere sırasında kısa işletim akımına yardımcı olabilir. Tasarımcılar, yükselteçlileri garanti etmeden önce yükselteçlileri minimuma indirme süresine izin verir.

7. Texas Instruments MCP6002: Maliyet-Sensitive Applications için Ultra-Low Güç

MCP6002, 1 MHz GBWP ile birlikte, hedef, kızılötesi termometreler, dijital ölçekler ve basit analog sensör düğümleri ile çalışır.Demir raylı sistemlerde 300 mV'nin yaygın olarak kullanılan ve çıktı aşamalarını, yüksek tedarik raylarına yakın otururken - tek başına sınırlı bir şekilde kullanılan 1 MHz GBWP ile birlikte en düşük maliyetli ürünler.

Tipik dengeleme gerilimi 1 mV ve çıkış kısa devre dışı bırakıldı ve düşük maliyet, MCP6002'nin düşük maliyetli cihazlar için kabul edilebilir performans sağlamasını sağlar. MCP6002 ayrıca dışsal bir tampon aşamadaki koruma olmadan doğrudan dışsal koruma sağlar. Cihazın standart SOIC ve TSSOP paketlerinde yaygın olarak kullanılabilir ve düşük maliyetlidir.

8. Analog Cihazlar OP07: Endüstriyel Portreatifler için Zamanlı İncelenme

OP07 on yıllardır hassas analog tasarımda bir temel olmuştur ve taşınabilir aletlerdeki kullanılmaya devam etti. Bu yükseltici, sadece 900 μA'yı mevcutken, maksimum 75 μV veya birden fazla lityum hücreye sahipken, toplam μV /°C'nin yüklediği gibi, bölünmüş malzemelerden ±3 V (veya tek başına 6 V'ya 36 V) kadar çalışır.

Düşük frekanslı bipolar giriş aşaması (12 nV/128Hz. 1 kHz) OP07'yi gürültü performansının kritik olduğu durumlarda, yüksek hızda kanıtlanmış olan kontrol kapasitesinden yoksun bırakır. Cihazın giriş noktası, yüksek hacimli veri loggerları, jeolojik anket araçları ve düşük frekanslı ölçüm uygulamaları için uygun hale getirir.OP07'nin sert ortamlardaki güvenilirliğine güvenmeye devam ederken, sabit olmayan sinyallerin yüksek orandaki güvenilirliğine güvenmeyi engelleyen güvenlik ağı, baskılarını engellemeyi engelleyen korumayı içerir.

9. Texas Instruments TLC2272: CMOS Yüksek İmpedans Sensörleri için Giriş

TLC2272, yüksek hacimli sensörler ve örneklemler için uygun bir şekilde, nanoamperyalist önyargıların önemli hataları tanıtacağı, 2.2 V ila 16 V. CMOS giriş aşamasının pnömatik giriş noktalarına ulaşmasına izin veriyor, 12 nV / vizit yoğunluğuna uygun olarak, taşınabilir ses için güvenli sinyal kontrolü sağlarken, aktif filtreler ve biyomedikal izleme uygulamaları sağlar.

Rail-to-rail çıkışı, sinyal salımının en yüksek olmasına yardımcı olur ve cihaz, portatif ECG monitörleri gibi tıbbi cihazlarda, elektrotun cilt koşulları ile değiştirilmesine ve sinyal kaynağına yüklediği bir yükselticiye olanak sağlar. TLC2272 yüksek giriş engelleyicisi, yüksek giriş için uygun hale getirir. Düşük girişler için uygun maliyetlidir, ki bu da 100 MULLA'nın üzerindeki olumsuz etkileri 100 MULL'ye kadar.

10. Microchip MCP6041: Coin-Cell Systems için En Az Güç

Microchip'un MCP6041, tek bir lityum hücresinde yıllarca süren sensörler için ultra-düşük gücü alır, sadece 0.6 μA (600 nA) tedarik akımını, 1.4 V'den 6.0 V tedarikine kadar çalışırken, bu af-amp, tek bir lityum hücrede yıllarca süren sensörler için tasarlanmıştır. 14 kHz GBWP mütevazı ama tamamen farklı sinyallerin miktarı, nem, barometrik baskı ve ışık seviyelerinin büyük çoğunluğu - çevresel izleme parametrelerinin büyük çoğunluğu.

Rail-to-rail girişi ve çıkış aşamaları sinyal aralığını koruyor ve pin, kapalı olan 0.06 μA'ya mevcut tedariki azaltır, batarya hayatını hücrenin rafa çıkarır. Giriş dengeleme gerilimi 3 mV tipik, bu nedenle MCP6041 ürün tam olarak doğrulanmış veya ayırıcı bir ölçüm iptal edilir. Kablosuz çevre düğümleri, tarımsal monitörler ve pasif kızılötesi demetleri, bu yükselticiler için ideal kullanım durumlarını temsil eder.

Nano-Power Band genişle Gerçek Dünya İşaretleri Ne Zaman buluşuyor

MCP6041'in 14 kHz GBWP, birleşmedeki yaklaşık 1 kHz'nin altında sinyalleri kısıtlıyor, ancak bu bant genişliği, çevresel sensörlerin ezici çoğunluğunu kapsar. Sıcaklık prototipleri geleneksel arsaları veya RTD'lerin gücünü kullanarak, uzun süreli uzaktan izleme düğümleri kullanarak ölçümler yaparak, uzun süreli izleme araçları kullanarak sinyalleri kullanarak sinyalleri kullanmaktadır.

Ultra-Low Power Systems için Pratik Tasarım Stratejileri

Doğru af-ampı seçmek, yalnızca maksimum batarya hayatına ulaşmada ilk adımı temsil eder. Çevre devreleri düşük sinan akım için eşit olarak optimize edilmelidir.Her pasif bileşen, sistem boş olduğunda bataryayı boşaltabilecek potansiyel bir yol yaratır.

Geri bildirim Ağı Optimizasyonu

CMOS girişleri ile düşük güç alanındaki geri dönüş noktaları, pikyom aralığındaki mevcutları en aza indirmek için, yüksek değerli geri bildirimde bulunanlara, güç tüketimi ve gürültünün her uygulama için değerlendirilmesi gerekir.Aksiyel kapasiteye sahip olan 10 MULL aralığındaki geri bildirim ağı ile sınırlı kalmak için küçük bir kapasiteye sahip olan yüksek direnç artışına izin vermek gerekirse, bu yüksek basınç artışına göre yüksek frekanslı gürültüyü etkili bir şekilde filtrelemek için yüksek oranda azaltılabilir.

PCB Layout Leakage Current Management için dikkate alınır

Mikroamper veya nanoampere akım seviyelerinde çalışırken, PCB yüzey sızıntısı önemli bir hata kaynağı haline gelebilir. A simple guard ring tahrikli af-ampin çıktı gerilimi, on veya daha fazla korkutucu ortamlarda çalışan bir faktör tarafından sızıntıyı azaltabilir.Güvenlik yüzüğü yüksek hacimli girdi giriş noktalarına da yüklenebilir ve bataryanın uçsuz bir gerilim kaynağına bağlı olabilir.

Düşük Güç Op-Amp Teknolojisindeki Trendleri Gelişen Trendler

Yarı iletken endüstri, daha önce nesillerin güç cezası olmadan ultra güç dengesinde mümkün olan şeyin sınırlarını zorlamaya devam ediyor. Gelişmiş CMOS süreçleri, dijital düzeltme devrelerinin analog analogları ile entegre edilmesine izin veriyor, analogların yanı sıra, daha önce nesillerin güç cezası olmadan otomatik-zero ve chopper stabilizasyon tekniklerini sağlıyor.

Birden Çok Analog Fonksiyonların Entegrasyonu

Büyüyen bir trend, bir tek IC paketinde af-amp ile birlikte bir gerilim referansının ve hesaplamanın entegrasyonudur. Bu analog ön uç cihazlar, mikro kontrol cihazını uyandırmak için bir sensör arayüzüne izin verir, ancak bir eşin geçildiği zaman, sistem gücünü daha da fazla artırmak için, Low Energy ve Zigbee'nin benimsenmesini sağlar.

Uzay için Gelişmiş Ambalaj -Constrained Designs

Ambalaj teknolojisi hızla gelişiyor, wafer- seviyesi çip-ölge paketleri (WL-CSP) PCB'deki toplam 1 mm2'den daha az ölçümleme sağlar.Bu küçük paketler, yüksek kapasiteli bant genişliğine kıyasla daha düşük tedarik eden cihazlara kıyasla daha yüksek bant genişliği elde etmenize olanak sağlar.

Düşük güç operasyonel yükselteç seçimi, kanal ömrünü ve sinyal zincirinin tam olarak performansını tanımlar. Burada incelenen on arsa, nanoamper seviyesinde sıfır-drift cihazlardan, yüksek bant genişliği JFET parçalarına kadar, hedefin tam bir ses kaydı, kablosuz bir çevresel monitörle veya yüksek performanslı bir cihazla birlikte yüksek performanslı bir cihazla birlikte yüksek performanslı bir cihazla sabit bir şekilde tutulmasını sağlar.