如何有效地選擇和使用精密運算放大器

2512872 2022-11-25 | pdf | 459.92KB | 次下載 | 免費

資料介紹

在設計前端信號調理系統時，設計人員通常更喜歡使用廣泛可用的大規模、高度集成的數據采集 IC 而不是分立解決方案，以降低成本、時間、尺寸和物料清單 (BOM)。但是，在某些應用中，例如高性能測試、測量和儀器系統，與專用傳感器接口的分立式運算放大器成為需要特別關注的關鍵前端組件。在設計前端信號調理系統時，設計人員通常更喜歡使用廣泛可用的大規模、高度集成的數據采集 IC 而不是分立解決方案，以降低成本、時間、尺寸和物料清單 (BOM)。但是，在某些應用中，例如高性能測試、測量和儀器系統，與專用傳感器接口的分立式運算放大器成為需要特別關注的關鍵前端組件。這種單功能精密運算放大器是一種專用器件，具有極低的電壓失調、失調漂移和輸入偏置電流，同時還能平衡帶寬、噪聲和功耗性能。這種單功能精密運算放大器是一種專用器件，具有極低的電壓失調、失調漂移和輸入偏置電流，同時還能平衡帶寬、噪聲和功耗性能。對于設計人員而言，在使用這些精密設備時必須克服兩個設計挑戰：選擇最適合應用的設備并充分發揮其性能潛力。后者需要理解其操作并正確應用它，以免無意中否定其某些精確啟用屬性。對于設計人員而言，在使用這些精密設備時必須克服兩個設計挑戰：選擇最適合應用的設備并充分發揮其性能潛力。后者需要理解其操作并正確應用它，以免無意中否定其某些精確啟用屬性。本文將介紹精密運算放大器的作用和細微差別及其設計注意事項。然后，它將使用這些設計注意事項來展示如何使用 Analog Devices 的示例解決方案來選擇和有效地使用精密運算放大器。本文將介紹精密運算放大器的作用和細微差別及其設計注意事項。然后，它將使用這些設計注意事項來展示如何使用 Analog Devices 的示例解決方案來選擇和有效地使用精密運算放大器。精密運算放大器的作用精密運算放大器的作用具有精度可能較低的運算放大器的大規模 IC 的吸引力在于，可以通過簡單地“校準”運算放大器的缺陷來確保傳感器通道性能。然而，這不僅耗時，而且傳感器及其通道前端很難準確校準，尤其是在系統投入使用后。要理解這一點，重要的是要了解精密運算放大器的作用。具有精度可能較低的運算放大器的大規模 IC 的吸引力在于，可以通過簡單地“校準”運算放大器的缺陷來確保傳感器通道性能。然而，這不僅耗時，而且傳感器及其通道前端很難準確校準，尤其是在系統投入使用后。要理解這一點，重要的是要了解精密運算放大器的作用。精密運算放大器主要用于應變計、超聲波壓電換能器和光電探測器等傳感器之間，以捕獲它們的輸出信號，而無需加載脆弱的換能器輸出。然后運算放大器準確地將經過調節的信號傳送到模擬信號鏈的其余部分，通常以模數轉換器 (ADC) 結尾。它們還用于模擬濾波器，在這些濾波器中它們不會扭曲或直流偏移感興趣的信號。精密運算放大器主要用于應變計、超聲波壓電換能器和光電探測器等傳感器之間，以捕獲它們的輸出信號，而無需加載脆弱的換能器輸出。然后運算放大器準確地將經過調節的信號傳送到模擬信號鏈的其余部分，通常以模數轉換器 (ADC) 結尾。它們還用于模擬濾波器，在這些濾波器中它們不會扭曲或直流偏移感興趣的信號。在這些應用中，運算放大器的性能在時間、溫度和電源軌方面保持線性、可重復和穩定是至關重要的。此外，在大多數情況下，它需要低噪聲（傳感器輸出或其他模擬信號通常非常小）、在整個頻譜上具有平坦的響應、快速轉換且過沖和振鈴最小。在許多情況下，應用由電池供電，因此運算放大器需要在有源和靜態模式下消耗盡可能少的功率。在這些應用中，運算放大器的性能在時間、溫度和電源軌方面保持線性、可重復和穩定是至關重要的。此外，在大多數情況下，它需要低噪聲（傳感器輸出或其他模擬信號通常非常小）、在整個頻譜上具有平坦的響應、快速轉換且過沖和振鈴最小。在許多情況下，應用由電池供電，因此運算放大器需要在有源和靜態模式下消耗盡可能少的功率。單功能精密運算放大器由標準運算放大器符號示意性表示（圖 1）。然而，這掩蓋了專用分立設備的復雜性。單功能精密運算放大器由標準運算放大器符號示意性表示（圖 1）。然而，這掩蓋了專用分立設備的復雜性。圖 1：精密運算放大器的原理圖符號與標準運算放大器的原理圖符號相同，未給出此基本和關鍵前端信號處理器件的類別、性能或參數的指示。（圖片來源：Analog Devices）圖 1：精密運算放大器的原理圖符號與標準運算放大器的原理圖符號相同，未給出此基本和關鍵前端信號處理器件的類別、性能或參數的指示。