如何有效地选择和使用精密运算放大器

2512872 2022-11-25 | pdf | 459.92KB | 次下载 | 免费

资料介绍

在设计前端信号调理系统时，设计人员通常更喜欢使用广泛可用的大规模、高度集成的数据采集 IC 而不是分立解决方案，以降低成本、时间、尺寸和物料清单 (BOM)。但是，在某些应用中，例如高性能测试、测量和仪器系统，与专用传感器接口的分立式运算放大器成为需要特别关注的关键前端组件。在设计前端信号调理系统时，设计人员通常更喜欢使用广泛可用的大规模、高度集成的数据采集 IC 而不是分立解决方案，以降低成本、时间、尺寸和物料清单 (BOM)。但是，在某些应用中，例如高性能测试、测量和仪器系统，与专用传感器接口的分立式运算放大器成为需要特别关注的关键前端组件。这种单功能精密运算放大器是一种专用器件，具有极低的电压失调、失调漂移和输入偏置电流，同时还能平衡带宽、噪声和功耗性能。这种单功能精密运算放大器是一种专用器件，具有极低的电压失调、失调漂移和输入偏置电流，同时还能平衡带宽、噪声和功耗性能。对于设计人员而言，在使用这些精密设备时必须克服两个设计挑战：选择最适合应用的设备并充分发挥其性能潜力。后者需要理解其操作并正确应用它，以免无意中否定其某些精确启用属性。对于设计人员而言，在使用这些精密设备时必须克服两个设计挑战：选择最适合应用的设备并充分发挥其性能潜力。后者需要理解其操作并正确应用它，以免无意中否定其某些精确启用属性。本文将介绍精密运算放大器的作用和细微差别及其设计注意事项。然后，它将使用这些设计注意事项来展示如何使用 Analog Devices 的示例解决方案来选择和有效地使用精密运算放大器。本文将介绍精密运算放大器的作用和细微差别及其设计注意事项。然后，它将使用这些设计注意事项来展示如何使用 Analog Devices 的示例解决方案来选择和有效地使用精密运算放大器。精密运算放大器的作用精密运算放大器的作用具有精度可能较低的运算放大器的大规模 IC 的吸引力在于，可以通过简单地“校准”运算放大器的缺陷来确保传感器通道性能。然而，这不仅耗时，而且传感器及其通道前端很难准确校准，尤其是在系统投入使用后。要理解这一点，重要的是要了解精密运算放大器的作用。具有精度可能较低的运算放大器的大规模 IC 的吸引力在于，可以通过简单地“校准”运算放大器的缺陷来确保传感器通道性能。然而，这不仅耗时，而且传感器及其通道前端很难准确校准，尤其是在系统投入使用后。要理解这一点，重要的是要了解精密运算放大器的作用。精密运算放大器主要用于应变计、超声波压电换能器和光电探测器等传感器之间，以捕获它们的输出信号，而无需加载脆弱的换能器输出。然后运算放大器准确地将经过调节的信号传送到模拟信号链的其余部分，通常以模数转换器 (ADC) 结尾。它们还用于模拟滤波器，在这些滤波器中它们不会扭曲或直流偏移感兴趣的信号。精密运算放大器主要用于应变计、超声波压电换能器和光电探测器等传感器之间，以捕获它们的输出信号，而无需加载脆弱的换能器输出。然后运算放大器准确地将经过调节的信号传送到模拟信号链的其余部分，通常以模数转换器 (ADC) 结尾。它们还用于模拟滤波器，在这些滤波器中它们不会扭曲或直流偏移感兴趣的信号。在这些应用中，运算放大器的性能在时间、温度和电源轨方面保持线性、可重复和稳定是至关重要的。此外，在大多数情况下，它需要低噪声（传感器输出或其他模拟信号通常非常小）、在整个频谱上具有平坦的响应、快速转换且过冲和振铃最小。在许多情况下，应用由电池供电，因此运算放大器需要在有源和静态模式下消耗尽可能少的功率。在这些应用中，运算放大器的性能在时间、温度和电源轨方面保持线性、可重复和稳定是至关重要的。此外，在大多数情况下，它需要低噪声（传感器输出或其他模拟信号通常非常小）、在整个频谱上具有平坦的响应、快速转换且过冲和振铃最小。在许多情况下，应用由电池供电，因此运算放大器需要在有源和静态模式下消耗尽可能少的功率。单功能精密运算放大器由标准运算放大器符号示意性表示（图 1）。然而，这掩盖了专用分立设备的复杂性。单功能精密运算放大器由标准运算放大器符号示意性表示（图 1）。然而，这掩盖了专用分立设备的复杂性。图 1：精密运算放大器的原理图符号与标准运算放大器的原理图符号相同，未给出此基本和关键前端信号处理器件的类别、性能或参数的指示。（图片来源：Analog Devices）图 1：精密运算放大器的原理图符号与标准运算放大器的原理图符号相同，未给出此基本和关键前端信号处理器件的类别、性能或参数的指示。