Zero-Drift Op Amps förbättrar prestanda och sparar ström

Inledning LTC2054 och LTC2055 är enkla och dubbla lågeffekts nolldrift operationsförstärkare tillgängliga i SOT-23 (LTC2054), MS8 och DD (LTC2055) paket. Dessa är de förstärkare som har lägst effekt och har samma höga prestanda, inklusive låg inmatningsström (typ 1pA), låg förskjutning (max 3µV) och drift (30nV/° C max) upp till 125 ° C medan förbrukar endast 130µA per förstärkare. Liknande förstärkare kräver 0.8mA till 1mA för att uppnå samma prestanda. Lägre strömförbrukning möjliggör längre batteritid eller ett större antal förstärkarfunktioner för alla system. SOT-23 och DD-paketen tillåter användning av antingen en enkel eller dubbel förstärkare på bara 3 mm × 3 mm. Det breda ingångsområdet för common-mode sträcker sig från den negativa matningen till 0.5V under den positiva matningen medan matningsområdet går från 2.7V till 6V för LTC2054 och LTC2055 och 2.7V till ±5.5V för LTC2054HV och LTC2055HV, vilket tillåter både låga och drift med hög matningsspänning. Prestanda och funktioner Lägsta effekt över alla temperaturer LTC2054 och LTC2055 har oöverträffad låg effektförlust, 150 µA max över temp per förstärkare för LTC2055 och 175 µA max över temp för LTC2054. Detta är fem till sju gånger lägre effekt än liknande förstärkare, och gör dessa förstärkare idealiska för batteridrivna applikationer som fjärranalys. Systemdesignen är förenklad eftersom matningsströmmen är nästan konstant över temperatur (Figur 1), till skillnad från andra förstärkare som specificerar låg rumstemperatur matningsström men tillåter mycket högre förbrukning vid extrema temperaturer. Startströmmen är också låg, vilket möjliggör användning av laddningspumpar eller Zenerdioder för matningsreglering. Trots den låga strömmen fungerar LTC2054HV och LTC2055HV lika bra på ± 5V förbrukningsmaterial.     Figur 1. Matningsström (per förstärkare) Låg ingångsförspänningsström LTC2054 och LTC2055 har en otroligt låg ingångsförspänningsström - bara 1 pA typiskt. Denna nivå av ingångsström tillåter användning av högvärdesmotstånd och lågvärdeskondensatorer utan att nämnvärt lägga till ingångsoffset. När de används i en integratorkrets (Figur 2), uppvisar LTC2054 och LTC2055 nästan idealisk DC-prestanda. Den låga förskjutningen upprätthåller utmatningsnoggrannheten över sex storleksordningar. Den låga inströmmen minimerar även inströmsbrus och klockgenomströmning.     Figur 2. Integrerad lågdriftsintegrator med brett ingångsområde för gemensamt läge För att dra största nytta av dess låga förskjutning, vanligtvis mindre än 1 µV, har LTC2054 och LTC2055 hög CMRR (130dB typisk) jämfört med en nästan järnvägs-till-järn ingång gemensam -lägesområde. Common-mode-området sträcker sig från den negativa matningen till en halv volt under den positiva matningen. Detta innebär att även vid låga matningsspänningar finns det fortfarande ett stort användbart ingångsområde som sträcker sig från den negativa matningen till över mittspänningen. Dessutom minskar inte common-mode-området nämnvärt vid extrema temperaturer som det gör med de flesta andra förstärkare. Inga prestandaavvägningar Normalt kräver förbättringar som de som nämns ovan att kretsdesignern ger upp något. Inte med dessa enheter. LTC2054 och LTC2055 bibehåller fortfarande den höga prestandan från sina föregångare. Hög DC-noggrannhet bibehålls med en klassens bästa 3µV max offset spec och 30nV/°C drift. Denna låga offset kombineras med extraordinärt hög CMRR och PSRR, 130dB vardera. Hög DC-förstärkning, typiskt 140dB, tillåter tillämpning i högförstärkningskretsar med lågt kvarvarande förstärkningsfel. Brusprestandan är enastående 1.6 µV topp-till-topp i 0.1 Hz till 10 Hz-bandet, och klockgenomströmningen är mindre än 0.2 µVRMS, delvis på grund av de låga inströmmarna. Denna prestandanivå brukar finnas på förstärkare som kräver fem till sju gånger effekten av LTC2054 och LTC2055. Allt det och liten storlek, för många applikationer kräver inte bara precision; de behöver de minsta paketen. För att möta efterfrågan på högre densitet finns den dubbla LTC2055 i ett 3 mm × 3 mm DD-paket. Detta tillåter användning av två högprecisionsförstärkare i samma kortutrymme som en SOT-23. LTC2054 erbjuds i ett lågprofilspaket med 5 avledningar SOT23 (ThinSOT™). Applikationer med begränsat kortutrymme behöver inte offra prestanda. Där utrymme inte är en sådan premium finns LTC2055 också tillgänglig i ett MS8-paket. Applikationer Aktuella applikationer Dagens strävan mot portabilitet och energibesparing har lett till ett intresse för aktuell övervakning. Figur 3 visar en strömavkänningskrets på låg sida. I denna applikation används en LTC2054 för att buffra spänningen över ett matningsshuntmotstånd och omvandla den potentialen till en ström med Q1. Eftersom Q1 är i förstärkarslingan hålls spänningen över R1 lika med spänningen över shuntmotståndet inom 1 µV. Strömmen leds sedan genom R3 via Q1 för att nivåförskjuta utgången.     Figur 3. –48V lågsida precisionsströmavkänning En andra LTC2054 ställer in utgångsreferensnivån och R3 lägger till förstärkning till signalen så att VOUT = VSENSE • R3/R1. Motstånd R2 påverkar inte resultatet direkt, utan tjänar till att reducera temperaturberoende spänningsförskjutningar som uppstår på grund av termiska effekter på kretskortet. Dessa förskjutningar är vanligtvis resultatet av termoelement orsakade av olika metallövergångar, såsom resistor som leder till lod och lod till kopparspår. Ytterligare offset kan orsakas av en förändring i resistorvärden eller förstärkarens inström över temperaturen. Att lägga till ett matchande element som R2 hjälper till att avbryta dessa ändringar genom att skapa symmetriska fel vid differentialingångarna. DC-noggrannheten bevaras av förstärkarnas extremt låga ingångsoffset. Dessutom tillåter den låga ingångsoffseten hos dessa förstärkare användningen av ett avkänningsmotstånd med lågt värde, vilket på så sätt sparar systemeffekt. För liknande system som har matningsspänningar på 10V eller lägre, kan två halvor av en LTC2055 eller LTC2055HV användas istället för två LTC2054. En mindre uppenbar tillämpning för dessa förstärkare är en högsidig strömkänsla. Figur 4 uppvisar en lågeffekts, dubbelriktad precisionsavkänning av hög sida av ström som kan köras på spänningar upp till 60V. Denna krets använder en LTC1754-5 och en 1N4686 Zener-diod för att generera en högsidesrefererad lågspänningsförsörjning för LTC2054. Liksom med den föregående kretsen reflekteras avkänningsspänningen till R1, vilket genererar en ström genom R3 som är proportionell mot strömmen i avkänningsmotståndet. LTC2054 ger, med exakt förstärkning och låg offset, en utspänning som är proportionell mot avkänningsströmmen på R3.     Figur 4. Lågeffekt, dubbelriktad 60V precision högsidesströmavkänning LT1787HV-nivån skiftar avkänningsutgången till jord och ger dubbelriktad utgångskapacitet. Den initiala förstärkningen på 125 som tillhandahålls av LTC2054 säkerställer att noggrannheten bevaras trots användningen av en mindre exakt nivåförskjutningskrets. Liksom i lågsidans strömavkänningskrets tillåter den låga ingångsoffseten på LTC2054 användningen av ett litet avkänningsmotstånd utan att ge upp precisionen, även med relativt låga shuntströmmar. Fotodiodförstärkare Figur 5 visar en krets som använder en LTC2054 som en transimpedansförstärkare. Strömmen i en fotodiod omvandlas till en spänning vid utgången. Den låga ingångsförspänningsströmmen och ingångsbrusströmmen, i kombination med lågspänningsoffset, ger en precisionssignalmonitor. En hög grad av ingångskänslighet ges till kretsen av det stora dynamiska området, kännetecknat av låg ingångsoffset och hög DC-förstärkning hos LTC2054. Dessutom tillåter LTC2054HV ±5V matningsdrift, vilket ytterligare ökar dynamiskt omfång.     Figur 5. Ultraprecision, brett dynamiskt omfång 10Hz bandbredd fotodiodförstärkare Slutsats LTC2054 och LTC2055 lågdriftsförstärkare kopplar ihop låg effektförbrukning med högspecifik DC-specifikationer. De kräver liten brädyta, tillgängliga i paket med litet fotavtryck inklusive SOT-23-5 för LTC2054 och det branschledande 3 mm × 3 mm DD-paketet för LTC2055. Ett brett ingångsområde för common-mode och ett brett matningsområde som tillåter drift mellan 2.7V och ±5V ger flexibilitet.

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC