我們在儀器儀表或精密放大器中渴望什么美妙的規格?失調電壓和偏置電流是我書中的兩個大問題。而且,的,價格可能是第三重要的規格。
大多數時候,我們不太關心壓擺率/帶寬,通常低電源電流是二階需求。但是,有許多物聯網 (IoT) 傳感器接口應用需要非常低的工作和/或待機電源電流。噪聲是我們關心的問題,共模抑制比(CMRR)——有時我們非常關心這個問題。而且,共模范圍是另一件需要關注的事情。然后是電源抑制比(PSRR)和失調電壓漂移。那差不多就行了。
三個最好的
我們可用的放大器只是關于奇跡。我們能得到的最佳失調電壓是多少?我見過的最好的是0.1μV(典型值)——如果你想要比這更好的電壓,那么,你想要很多。和偏置電流?在室溫下,1pA是非常可行的。相當多的器件數據手冊沒有說明Ib溫度過高 - 這不好。
最好的例子是Maxim的三款器件——MAX4209、MAX4239和MAX9922(表1提供了三種運算放大器的比較):
MAX4209 | MAX4239 | MAX9922 | |
---|---|---|---|
輸入偏置電流 | 1°C 時最大 25pA,10°C 時典型值為 85pA | 1°C 時最大 25pA | 1pA型 |
輸入失調電壓 25°C | ±典型值 3μV,20°C 時最大值為 ±25μV | ±2.0μV 最大值;0°C 時典型值為 1.25 μV | – |
輸入失調電壓 -40° 至 85°C | ±30μV 最大漂移 = ±0.17μV/°C 最大值 | ±2.5μV 最大漂移 = ±0.01μV/°C 型 | ±10μV 最大漂移 = ±0.05μV/°C |
增益帶寬 | 750千赫 | 6.5兆赫 | – |
壓擺率 | .08V/μs | 1.6V/μs | 0.4V/μs |
CMRR | 105°C 時最小 25db | 115°C 時最小 85db | 121°C 時最小 85db |
PSRR | 100°C 時最小 25db | 120°C 時最小 85db | 93°C 時最小 85db |
電源電壓范圍 | 2.85V 至 5.5V | 2.7 至 5.5V | 2.85V 至 5.5V |
工作電源電流 | 750μA(典型值),1.4mA(典型值),帶緩沖器 | 最大 900μA -40° 至 125°C | 最大 1500μA -40° 至 85°C |
待機電源電流 | 5μA 最大值 | 最大 2μA -40° 至 125°C | 1μA 最大值 |
工作溫度范圍 | -40° 至 125°C | -40° 至 85°C, -40° 至 125°C | -40° 至 85°C |
輸入電壓噪聲密度 | 140KHz 時為 1nV/√Hz | 30KHz 時為 1nV/√Hz | 150KHz 時為 1nV/√Hz |
表1:Maxim的三個運算放大器的比較
The MAX4209
MAX4209低失調和漂移儀表放大器具有非常小的μMAX封裝和擴頻自動歸零技術,可不斷校正輸入失調。該放大器具有軌到軌輸出擺幅和針對小信號差分電壓 (±100mV) 優化的極高阻抗輸入。它具有 750kHz 的增益帶寬積和 100V/V 的固定增益,精度為 ±0.03% (典型值)。該器件具有一個精密單位增益緩沖器的基準輸入,用于對輸出進行電平轉換,從而允許在單電源應用中使用雙極性信號。MAX4208版本具有可調增益。它們的額定溫度范圍均為汽車工作溫度范圍(-40°至125°C)。
圖 1:MAX4209 精密儀表放大器非常適合電池供電的醫療設備、差分電壓放大、工業過程控制和許多其他應用。
The MAX4239
MAX4239為低噪聲、超高精度放大器,具有6.5MHz增益帶寬和接近零的直流失調和漂移,采用專利的自相關歸零技術。去補償MAX4239在增益大于10時保持穩定,增益帶寬積為6.5 MHz。它們具有軌到軌輸出,采用 2.7V 至 5.5V 單電源供電。它只需要 600μA 電流。一種低電平有效停機模式可將電源電流減小至 0.1μA。MAX4238版本單位增益穩定,增益帶寬積為1MHz。它們采用 8 引腳窄體 SO、6 引腳 TDFN 和 SOT23 封裝。
圖 2:超高精度放大器 MAX4239 適用于電子秤、醫療儀器、熱電偶和許多其他應用。
The MAX9922
MAX9922高邊電流檢測放大器具有+1.9V至+28V輸入共模范圍,與電源電壓無關。它是另一個使用擴頻自動歸零技術自動消除輸入失調電壓的放大器。這與間接電流反饋技術相結合,可實現小于10μV (最大值)的失調電壓。MAX9922采用10引腳μMAX封裝,工作在-40°至+85°C擴展級溫度范圍。該器件在整個溫度范圍內的增益精度為 ±0.06%。這允許監控低至+1.9V的電池電流,并在高于電源電壓時實現高端電流檢測。MAX9922具有可調增益設置,由兩個外部電阻設置,而類似的MAX9923具有25、50或250的固定增益。
審核編輯:郭婷
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