女人自慰AV免费观看内涵网,日韩国产剧情在线观看网址,神马电影网特片网,最新一级电影欧美,在线观看亚洲欧美日韩,黄色视频在线播放免费观看,ABO涨奶期羡澄,第一导航fulione,美女主播操b

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

低功率運算放大器(運放)電路設計系統的節能技術解析

電子設計 ? 來源:TI ? 作者:丹尼爾·米勒 ? 2021-02-21 11:02 ? 次閱讀

近年來,電池供電電子設備的普及使功耗成為模擬電路設計人員的首要任務。考慮到這一點,本文是本系列的第一篇,它將介紹使用低功率運算放大器(運放)設計系統的來龍去脈。

在第一部分中,我將討論運算放大器電路的節能技術,包括選擇具有低靜態電流(I Q)的放大器和增加反饋網絡的負載電阻

了解運算放大器電路的功耗

讓我們開始考慮一個可能需要考慮功率的示例電路:一個電池供電的傳感器,它產生一個模擬正弦信號,振幅為50 mV,在1 kHz時的失調電壓為50 mV。信號需要調高至0 V至3 V的范圍以進行信號調理(圖1),同時盡可能節省電池電量,這將需要具有30 V / V增益的同相放大器配置,如圖2所示。如何優化該電路的功耗?

o4YBAGAxzC-AUoYnAAFLPULRCaM530.png

圖表比較電池供電的傳感器在0 v至3 v范圍內的輸入和輸出電壓以進行信號調理

圖1:輸入和輸出信號

pIYBAGAxzDyAbNSoAADREq404Bg723.png

同相放大器配置電路圖

圖2:傳感器放大電路

運算放大器電路的功耗包括多種因素:靜態功率,運算放大器輸出功率和負載功率。靜態功率P Quiescent是保持放大器開啟所需的功率,它由運算放大器的I Q組成,該產品在產品數據表中列出。輸出功率 P Output是運放輸出級中用于驅動負載的功率。最后,負載功率P Load是負載本身消耗的功率。我的同事Thomas Kuehl在他的技術文章“關于運算放大器功耗的主要問題-第1部分”和TI Precision Labs視頻“運算放大器:功率和溫度”中定義各種公式來計算運算放大器電路的功耗。

在這個例子中,我們有一個單電源運算放大器,其正弦輸出信號具有直流電壓偏移。因此,我們將使用以下方程式找到總平均功率P total,avg。電源電壓由V +表示。V off是輸出信號的直流偏移,V amp是輸出信號的幅度。最后,R Load是運算放大器的總負載電阻。注意,平均總功率與I Q直接相關,而與R Load反相關。

o4YBAGAxzFKAHp6FAABzESRnDDU314.png

選擇具有正確I Q的設備

公式5和6有幾個術語,最好一次考慮一個。選擇具有低I Q的放大器是降低總功耗的最直接策略。當然,在此過程中需要權衡取舍。例如,具有較低I Q的設備通常具有較低的帶寬,較大的噪聲,并且可能更難以穩定。本系列的后續部分將更詳細地討論這些主題。

由于運算放大器的I Q可能變化一個數量級,因此值得花時間選擇合適的放大器。如表1所示,TI為電路設計人員提供了廣泛的選擇范圍。例如,TLV9042,OPA2333,OPA391和其他微功耗器件在節電與其他性能參數之間取得了良好的平衡。對于要求最大功率效率的應用,TLV8802和其他納功率器件將非常適合。你可以搜索你的具體參數,比如那些我的≤10μA器件Q,使用我們的參數搜索。運算放大器的數量可能會相差一個數量級,值得花些時間選擇合適的放大器。如表1所示,TI為電路設計人員提供了廣泛的選擇范圍。例如,TLV9042,OPA2333,OPA391和其他微功率器件在節省功率和其他性能參數之間取得了良好的平衡。對于要求最大功率效率的應用,TLV8802

o4YBAGAxzHmAKaZ-AAF-tD9hfnU305.png

表1:著名的低功耗設備

降低負載網絡的阻力

現在考慮方程式5和6中的其余項。V amp項對P total,avg和V off的抵消不受影響,通常由應用程序預先確定。換句話說,您通常不能使用V off來降低功耗。同樣,V +軌電壓通常由電路中可用的電源電壓設置。看起來,術語R Load也由應用程序預先確定。然而,該術語包括任何組件,其載荷的輸出,而不僅僅是負載電阻,R大號。在圖1所示的電路中,R負載將包括R L以及反饋分量R 1和R 2。因此, R負載將由公式7和8定義。

pIYBAGAxzIuANBrnAAAesZqQS3s048.png

通過增加反饋電阻的阻值,可以降低放大器的輸出功率。當P輸出支配P Quiescent但有其局限性時,此技術特別有效。如果反饋電阻變得遠遠大于R L,則R L將主導R Load,從而功耗將不再減小。大型反饋電阻器還可能與放大器的輸入電容相互作用,從而使電路不穩定并產生大量噪聲。

為了使這些元件的噪聲影響最小,最好將運算放大器的每個輸入端(參見圖3)上看到的等效電阻的熱噪聲與放大器的電壓噪聲頻譜密度進行比較。經驗法則是,確保放大器的輸入電壓噪聲密度指標至少比從每個放大器的輸入端觀察到的等效電阻的電壓噪聲大三倍。

o4YBAGAxzJaAG_gFAAIloUxqeDs897.png

各種溫度下電阻器熱噪聲的圖表

圖3:電阻熱噪聲

真實示例

使用這些低功耗設計技術,讓我們回到最初的問題:由電池供電的傳感器在1 kHz時產生0至100 mV的模擬信號需要30 V / V的信號放大率。圖4比較了兩種設計。左側的設計使用典型的3.3V電源,不考慮省電尺寸的電阻器和TLV9002通用運算放大器。右邊的設計使用較大的電阻值和較低功率的TLV9042運算放大器。請注意,TLV9042處的等效電阻的噪聲頻譜密度約為9.667kΩ使用這些低功耗設計技術,讓我們回到最初的問題:由電池供電的傳感器在1 kHz時產生0至100 mV的模擬信號需要30 V / V的信號放大率。圖4比較了兩種設計。左側的設計使用典型的3.3V電源,不考慮省電尺寸的電阻器和TLV9002通用運算放大器。右邊的設計使用較大的電阻值和較低功率的TLV9042運算放大器。請注意,TLV9042的反相輸入端的等效電阻的噪聲頻譜密度約為9.667kΩ,比放大器的寬帶噪聲小三倍以上,以確保運算放大器的噪聲能控制由放大器產生的任何噪聲。電阻器。

o4YBAGAxzKOAWh1hAAD0yiQFECg901.png

原理圖電路顯示了典型運算放大器設計與低功耗運算放大器設計之間的比較

圖4:典型設計與注重功耗的設計

使用圖4中的值,設計規格和適用的放大器規格,可以對公式6進行求解,以得出TLV9002設計和TLV9042設計的P total,avg。為了便于閱讀,此處將公式6復制為公式9。公式10和11分別顯示了TLV9002設計和TLV9042設計的P total,avg的數值。公式12和13顯示了結果。用于TLV9002設計和TLV9042用于TLV9002設計和TLV9042

pIYBAGAxzK-ASibLAABiNB9lojk537.png

從最后兩個方程式可以看出,TLV9002設計消耗的功率是TLV9042的四倍以上從后兩個方程式可以看出,TLV9002設計消耗的功率是TLV9042設計的四倍以上。這是放大器I更高的結果Q,在方程10和11的左側術語表明,隨著較小的反饋電阻,如在等式10和11的右側中的術語的情況下更我占Q和更小的不需要反饋電阻,實施此處描述的技術可以節省大量功率。

結論

我已經介紹了設計低功耗放大器電路的基礎知識,包括選擇具有低I Q的器件和增加分立電阻器的值。在本系列的下一部分中,我將介紹何時可以使用具有低壓電源功能的低功率放大器

編輯:hfy

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦
    熱點推薦

    硬件設計基礎----運算放大器

    1什么是運算放大器運算放大器()用于調節和放大模擬信號,
    的頭像 發表于 05-08 19:34 ?1129次閱讀
    硬件設計基礎----<b class='flag-5'>運算放大器</b>

    LM2902 低功耗雙極性運算放大器技術手冊

    電路由四個采用內部頻率補償的獨立高增益運算放大器)組成,專為汽車和工業控制系統設計。
    的頭像 發表于 04-08 10:03 ?321次閱讀
    LM2902 低功耗雙極性<b class='flag-5'>運算放大器</b><b class='flag-5'>技術</b>手冊

    從零開始學運算放大器筆記一 | 認識運算放大器

    目錄1.運算放大器簡介2.運算放大器的分析前提3.運算放大器的重要參數和測量方法(一)1.運算放大器簡介運算放大器(又稱”
    的頭像 發表于 03-24 19:32 ?1408次閱讀
    從零開始學<b class='flag-5'>運算放大器</b>筆記一 | 認識<b class='flag-5'>運算放大器</b>

    請問運算放大器的增益帶寬積和噪聲增益?

    有關運算放大器原理的問題請教,的一個重要參數增益帶寬積是的開環增益和帶寬的乘積,這個乘積為什么是常數,從
    發表于 03-24 07:36

    【「典型電子電路設計與測試」閱讀體驗】運算放大器電路閱讀體驗

    《典型電子電路設計與測試》運算放大器電路閱讀體驗 這本書的第一章節主要為我們展示了9種運算放大器電路(同相
    發表于 02-23 10:56

    【「典型電子電路設計與測試」閱讀體驗】運算放大器電路

    放大電路 同相放大電路運算放大器和設置增益的電阻構成,輸入信號VIN直接連接到運算放大器的同相
    發表于 02-19 11:33

    運算放大器和普通放大器的區別

    在電子電路設計中,放大器是必不可少的組件之一。它們用于增強信號的幅度,以便進行進一步的處理或傳輸。運算放大器和普通放大器是兩種常見的放大器
    的頭像 發表于 12-18 15:31 ?1431次閱讀

    MCU中運算放大器的應用與比較

    MCU中運算放大器的應用與比較 MCU內置OPA: 信號放大、提高精度運算放大器(Operational Amplifier,縮寫OPA,op amp或opamp),簡稱
    發表于 12-11 17:12

    認識運算放大器

    認識運算放大器 運算放大器(簡稱“”)是具有很高放大倍數的放大
    的頭像 發表于 11-19 10:26 ?1199次閱讀
    認識<b class='flag-5'>運算放大器</b>

    用什么軟件仿真TI的運算放大器電路的?

    大家都是用什么軟件仿真TI的運算放大器電路的?有沒有仿真軟件可以設置的內部參數的,仿真結果必須盡可能準確,multium不知能不能設置偏置電流電壓,還有漏電流什么的?
    發表于 09-11 06:41

    運算放大器如何放大信號

    運算放大器(Operational Amplifier,簡稱)在電子電路中扮演著至關重要的角色,其核心功能之一就是對信號進行放大
    的頭像 發表于 09-03 11:11 ?1639次閱讀

    求助,關于運算放大器分類的問題求解

    您好,我在查看運算放大器的分類時遇到了一些疑惑,我發現通用、精密、高速
    發表于 08-07 07:10

    零漂移運算放大器和傳統運算放大器的區別

    零漂移運算放大器(Zero-Drift Operational Amplifier)與傳統的運算放大器(Operational Amplifier,簡稱)在多個方面存在顯著的差異,
    的頭像 發表于 07-26 18:20 ?1503次閱讀

    運算放大器的工作原理和重要應用

    ,如加、減、微分、積分等,故得名“運算放大器”。是一個從功能的角度命名的電路單元,可以由分立的器件實現,也可以實現在半導體芯片當中。隨著半導體
    的頭像 發表于 07-04 18:26 ?1.5w次閱讀
    <b class='flag-5'>運算放大器</b>的工作原理和重要應用

    失調運算放大器是什么意思?

    在電子科技飛速發展的今天,高精度信號處理已成為許多領域不可或缺的一部分。無論是精密測量、傳感器信號放大,還是醫療設備、通信系統,都需要一種能夠準確捕捉并放大信號的器件。而在這個過程中,
    的頭像 發表于 06-18 15:58 ?788次閱讀