Zero-Drift Op võimendid parandavad jõudlust ja säästavad energiat

Sissejuhatus LTC2054 ja LTC2055 on ühe- ja kahekordsed väikese võimsusega null-triivi operatsioonivõimendid, mis on saadaval SOT-23 (LTC2054), MS8 ja DD (LTC2055) pakettides. Need on madalaima võimsusega saadaolevad nulltriiviga võimendid ja kõik pakuvad sama suurt jõudlust, sealhulgas madala sisendi eelpingestusega voolu (tüüpiliselt 1 pA), väikese nihkega (max 3 µV) ja triiviga (max 30 nV/°C) kuni 125 °C. tarbib ainult 130 µA võimendi kohta. Sarnased võimendid vajavad sama jõudluse saavutamiseks 0.8 mA kuni 1 mA. Väiksem energiatarve võimaldab pikemat aku kasutusaega või suuremat arvu võimendi funktsioone mis tahes süsteemi jaoks. SOT-23 ja DD paketid võimaldavad kasutada kas ühe või kahe võimendi suurust vaid 3 mm × 3 mm. Laia sisendiga ühisrežiimi vahemik ulatub negatiivsest toiteallikast 0.5 V allapoole positiivset toiteallikat, samas kui toitevahemik on LTC2.7 ja LTC6 puhul 2054 V kuni 2055 V ja LTC2.7HV ja LTC5.5HV puhul 2054 V kuni ± 2055 V, võimaldades mõlemat madalat ja kõrge toitepingega töö. Jõudlus ja omadused Madalaim võimsus kõigil temperatuuridel LTC2054 ja LTC2055 funktsioonid on enneolematult madalad, energiatõhususe hajumine on maksimaalselt 150 µA üle võimendi LTC2055 puhul ja 175 µA max üle temperatuuri LTC2054 puhul. See on viis kuni seitse korda väiksem võimsus kui sarnased võimendid ja muudab need võimendid ideaalselt sobivaks patareitoitega rakendustele, näiteks kaugseirele. Süsteemi projekteerimine on lihtsustatud, kuna toitevool on temperatuuril peaaegu konstantne (joonis 1), erinevalt teistest võimenditest, mis määravad toatemperatuuri madala toitevoolu, kuid võimaldavad palju suuremat tarbimist äärmuslikel temperatuuridel. Käivitusvool on samuti madal, mis võimaldab toite reguleerimiseks kasutada laadimispumpasid või Zeneri dioode. Vaatamata madalale toitevoolule töötavad LTC2054HV ja LTC2055HV ± 5V toiteallikatega sama hästi.     Joonis 1. Toitevool (võimendi kohta) Madal sisendi nihkevool LTC2054 ja LTC2055 on uskumatult madala sisendi eelpingestusega – tüüpiliselt vaid 1 pA. See sisendvoolu tase võimaldab kasutada suure väärtusega takisteid ja väikese väärtusega kondensaatoreid ilma sisendnihet oluliselt suurendamata. Integraatoriahelas (joonis 2) kasutamisel on LTC2054 ja LTC2055 peaaegu ideaalse alalisvoolu jõudlusega. Madal nihe säilitab väljundi täpsuse kuue suurusjärgu ulatuses. Madal sisendvool minimeerib ka sisendvoolu müra ja kella läbipääsu.     Joonis 2. Täpne madala triiviga integreerija Laia sisendiga ühisrežiimi vahemik Madala nihke, tavaliselt vähem kui 1 µV, parimaks ärakasutamiseks on LTC2054 ja LTC2055 kõrge CMRR (tüüpiline 130 dB) võrreldes peaaegu rööbast-rööpa sisendiga -režiimi vahemik. Ühisrežiimi vahemik ulatub negatiivsest toiteallikast poole volti allapoole positiivset toiteallikat. See tähendab, et isegi madala toitepinge korral on endiselt suur kasulik sisendvahemik, mis ulatub negatiivsest toitepingest üle keskmise toitepinge. Lisaks ei vähene tavarežiimi vahemik äärmuslike temperatuuride korral oluliselt, nagu enamiku teiste võimendite puhul. Tulemuslikkuse kompromissid puuduvad Tavaliselt eeldavad ülalnimetatud täiustused, et vooluahela disainer loobuks millestki. Nende seadmetega mitte. LTC2054 ja LTC2055 säilitavad endiselt oma eelkäijate suure jõudluse. Kõrge alalisvoolu täpsus säilib oma klassi parima 3µV maksimaalse nihkega ja 30nV/° C triivi korral. See madal nihe on kombineeritud erakordselt kõrge CMRR-i ja PSRR-iga, kumbki 130 dB. Kõrge alalisvoolu võimendus, tüüpiline 140 dB, võimaldab rakendada suure võimendusega ahelates madala jääkvõimendusega. Müra jõudlus on erakordne 1.6 µV tipust tipuni sagedusalas 0.1 Hz kuni 10 Hz ja kella läbilaskevõime on alla 0.2 µVRMS, mis on osaliselt tingitud madalast sisendvoolust. Selline jõudlus on tavaliselt saadaval võimenditel, mis nõuavad LTC2054 ja LTC2055 võimsusest viis kuni seitse korda suuremat võimsust. Kõik see ja väike suurus, liiga palju rakendusi ei nõua ainult täpsust; nad vajavad väikseimaid pakke. Suurema tiheduse nõudluse rahuldamiseks on topelt LTC2055 saadaval 3 mm × 3 mm DD pakendis. See võimaldab kasutada kahte ülitäpset võimendit samas plaadiruumis kui SOT-23. LTC2054 pakutakse madala profiiliga 5-juhtmelises SOT23 (ThinSOT ™) paketis. Piiratud lauapinnaga rakendused ei pea jõudlust ohverdama. Kui ruum ei ole selline lisatasu, on LTC2055 saadaval ka MS8 pakendis. Rakendused Aktuaalsed rakendused Tänapäeva püüdlus kaasaskantavuse ja energiasäästu poole on tekitanud huvi praeguse jälgimise vastu. Joonisel 3 on kujutatud madala külje vooluandur. Selles rakenduses kasutatakse LTC2054, et puhverdada toite šundi takisti pinget ja teisendada see potentsiaal Q1 abil vooluks. Kuna Q1 on võimendi ahelas, hoitakse R1 pinge võrdne šundtakisti pingega 1 µV piires. Seejärel suunatakse vool läbi R3 läbi Q1, et väljundit nihutada.     Joonis 3. –48V madala külje täpsusega vooluandur Teine LTC2054 määrab väljundi võrdlustaseme ja R3 lisab signaalile võimenduse, nii et VOUT = VSENSE • R3/R1. Takisti R2 ei mõjuta otseselt tulemust, vaid vähendab temperatuurist sõltuvaid pingenihkeid, mis tekivad trükkplaadi termiliste mõjude tõttu. Need nihked on tavaliselt tingitud termopaaridest, mis on põhjustatud erinevatest metallühendustest, näiteks takisti viimine jooteni ja jootmine vasest. Täiendava nihke võib põhjustada takisti väärtuste muutus või võimendi sisendvool üle temperatuuri. Sobiva elemendi (nt R2) lisamine aitab need muudatused tühistada, tekitades diferentsiaalsisenditel sümmeetrilisi vigu. Alalisvoolu täpsust säilitab võimendite äärmiselt madal sisendnihe. Lisaks võimaldab nende võimendite madala sisendnihkega kasutada madala väärtusega sensoritakistit, säästes seega süsteemi energiat. Sarnaste süsteemide puhul, mille toitepinge on 10 V või madalam, võib kahe LTC2055 või LTC2055HV asemel kasutada kahte poolt. Nende võimendite vähem ilmne rakendus on kõrgevoolu tunne. Joonisel 2054 on kujutatud väikese võimsusega kahesuunalise täpsusega suure külgvoolu tunnet, mis võib töötada kuni 4 V toitel. See vooluahel kasutab LTC60-1754 ja 5N1 Zeneri dioodi, et tekitada LTC4686 jaoks kõrgepoolne madalpingetoide. Nagu ka eelmises vooluringis, peegeldub sensorpinge R2054-le, genereerides läbi R1 voolu, mis on võrdeline sensortakisti vooluga. LTC3 pakub täpse võimenduse ja madala nihkega väljundpinget, mis on proportsionaalne R2054 tunnetusvooluga.     Joonis 4. Väike võimsus, kahesuunaline 60 V täpsusega suure külgvoolu andur LT1787HV tase nihutab sensori väljundi maapinnale ja pakub kahesuunalist väljundvõimet. LTC125 esialgne võimendus 2054 tagab, et täpsus säilib hoolimata vähem täpse nihkeahela kasutamisest. Nagu madala külje voolu mõõtmise ahelas, võimaldab LTC2054 madal sisendi nihe kasutada täpsusest loobumata väikest sensortakistit isegi suhteliselt madalate šundivoolude korral. Fotodioodivõimendi Joonis 5 illustreerib vooluahelat, mis kasutab transimpedantsvõimendina LTC2054. Fotodioodi vool muundatakse väljundis pingeks. Madal sisendi eelpingevool ja sisendmüra vool koos madalpinge nihkega tagavad täpse signaalimonitori. Kõrge sisenditundlikkuse tagab vooluringile suur dünaamiline vahemik, mida iseloomustab madal sisendnihe ja LTC2054 kõrge alalisvoolu võimendus. Lisaks võimaldab LTC2054HV toiteallikat ± 5 V, suurendades veelgi dünaamilist ulatust.     Joonis 5. Ülitäpne, laia dünaamilise ulatusega 10 Hz ribalaiusega fotodioodvõimendi Kokkuvõte Madala triiviga operatiivvõimendid LTC2054 ja LTC2055 ühendavad väikese energiatarbimise kõrge täpsusega alalisvoolu spetsifikatsioonidega. Need nõuavad väikest plaadipinda, mis on saadaval väikeste jalajälgede pakettides, sealhulgas SOT-23-5 LTC2054 jaoks ja tööstusharu juhtiv 3 mm × 3 mm DD pakett LTC2055 jaoks. Lai ühisrežiimi sisendvahemik ja lai toitevalik, mis võimaldab töötada vahemikus 2.7 V kuni ± 5 V, pakuvad paindlikkust.

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri