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提高系统精度的同时,如何降低系统设计难度和成本

电子设计 2018-03-07 06:57 次阅读

仪表放大器,简称仪放,英文名叫做Instrument Amplifier,通常用于高精密低频信号检测,像温度,压力等电桥差分测量,电流取样,生物电等微弱差分信号放大。这些信号有共同的特点就是:差分信号,幅度较小,源阻抗较高,并且共模电压变化比较大。放大这些信号通常直流精度要求较高,失调电压,失调电流通常是我们关注的参数,然而还有一个非常重要的参数,CMRR,共模抑制比也会对仪表放大器的精度造成重要的影响。

共模抑制比,描述的是放大器共模电压的变化导致的输出电压的变化,通常使用dB值来描述。举个例子,比如80dB的共模抑制比,代表共模电压变化1V,输入失调电压变化0.1mV,如果放大1000倍,那么对应的输出失调电压将变化100mV。

 

其中 Vout 为输出失调电压;Vcm 为输入共模电压;即输入端对地共模电压与 Vref 之间的差值;Gain 为仪表放大器的增益。从公式上看,仪表放大器的共模电压导致的输出失调电压变化与增益有关系。实际上,仪表放大器的CMRR指标在不同的增益下是不同的。比如TI典型的高精度零失调仪表放大器INA188,在增益为1的时候,CMRR最小值为84dB,而在增益为1000的时候,CMRR的最小值为118dB,典型值为130dB。所以重复上面的例子,使用INA188放大1000倍,1V的共模电压变化,典型情况下输出失调电压变化仅仅为0.3mV,这可以满足绝大部分应用场合的应用要求。

  

 

上图所示的是一个典型的电桥测量方案,包含前级差分仪表放大器,电平移位限幅缓冲驱动ADC等结构,提供高精度的小信号采样。典型的仪表放大器可以参考INA188, INA826, INA333,可以覆盖从高电压到低功耗的全部场合,并且CMRR在放大倍数为10的时候的最小值大于100dB。OPA196为TI全新一代的E-trim运算放大器,直流失调电压更是在100uV以下,OPA191甚至达到5uV 。这样高的CMRR和低的失调电压,提高系统精度的同时可以降低系统的设计难度和成本,提升产品的竞争力。

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OPA2210 2.2nV/√Hz、低功耗、36V 运算放大器

OPA2210是OPA2209运算放大器的下一代产品.OPA2210精密运算放大器基于TI的精密超级ß互补双极半导体工艺进行构建,从而可提供超低闪烁噪声,低失调电压和低失调电压温漂。 OPA2210可实现极低的电压噪声密度(2.2 nV /√ Hz ),同时仅消耗2.5mA (最大值)的电流。该器件还提供轨至轨输出摆幅,从而有助于最大限度地扩大动态范围。 在精密数据采集应用中,OPA2210可实现精度达16位的快速建立时间,即使对于10V输出摆幅也是如此。出色的交流性能以及仅50μV(最大值)的偏移和0.5μV/°C(最大值)的温漂使OPA2210非常适合高速,高精度应用。 OPA2210可在±2.25V至±18V的宽双电源电压范围或4.5V至36V的宽单电源电压范围内运行,并且具有-40°C至125°C的额定工作温度范围。 OPA2210采用8引脚VSSOP封 特性 精密超级 ß 性能:低失调电压:50µV(最大值)低失调电压漂移:0.5 µV/°C(最大值)超低噪声:0.1Hz 至 10Hz 低噪声:90nVPP低电压噪声:1kHz 时为2.2nV/√Hz低输入偏置电流:2nA(最大值)低静态电流:2.5mA/通道(最大值)短路电流:±65mA增益带宽积:18MHz压摆率:6.4V/µs宽电源电压范围...
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OPA2210 2.2nV/√Hz、低功耗、36V 运算放大器

OPA1671 12MHz 低噪声轨至轨输入和输出音频运算放大器

OPA1671是一款宽带宽,低噪声,低失真音频运算放大器,可提供轨至轨输入和输出操作。这些器件可提供低压噪声,电流噪声和输入电容的完美组合,从而能够在各种音频和工业应用中提供高性能.OPA1671的独特内部拓扑可提供极低的失真(-109dB),同时仅消耗940μA的电源电流.OPA1671的宽带宽(12MHz)和高压摆率(5V /μs)使其成为高增益音频和工业信号调节的绝佳选择.OPA1671采用SC-70封装,可以在扩展工业温度范围(-40°C至+125) °C)内正常工作。 特性 低噪声: 10kHz下为4.2nV /√ Hz 1kHz下为3fA /√ Hz 低失真:-109dB(0.00035%) 宽增益带宽:12MHz 轨至轨输入和输出 低电源电压范围:1.7V至5.5V 低输入电容 差动:3.8pF 共模:1.2pF 低输入偏置电流:1pA 低功耗电源电流:940μA 行业标准封装:SC-70 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 音频 运算放大器   Number of channels (#) Total Supply Voltage (Min) (+5V=5, +/-5V=10) Total Supply Voltage (Max) (+5V=5, +/-5V=10) GBW (Typ) (MHz) Slew Rate (Typ) (V/us) Rail-to-rail Vos (offs...
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OPA1671 12MHz 低噪声轨至轨输入和输出音频运算放大器

OPA828 36 V、高精度、低噪声、低偏置电流、JFET 输入运算放大器

OPA828 JFET是下一代OPA627和OPA827运算放大器,集高速度与高直流精密和交流性能与一体。该运算放大器可实现低失调电压(220μV最大值),低温漂(0.5μV/°C典型值),低偏置电流(1pA典型值)和低噪声(4.3nV /√ Hz 典型值,仅具有340nV < sub> PP 0.1Hz至10Hz噪声).OPA828具有±4V至±18V的宽电源电压范围,每通道电源电流仅为5.5mA(典型值)。 交流特性(包括50MHz增益带宽积(GBW)),150V /μs的压摆率和精密直流特性使得OPA828成为各种系统的理想选择。其中包括高速和高分辨率数据采集系统(例如16位和18位混合信号系统),跨阻(I /V转换)放大器,滤波器,精密±10V前端和高阻抗传感器接口应用。 OPA828器件可提供符合工业标准的8引脚SOIC表面贴装封装,额定工作温度范围为-40°C到+ 125°C。 < H2>特性 低输入电压噪声密度:1kHz 时为 4.3nV/√Hz输入电压噪声:0.1Hz 至 10Hz:120nVRMS低输入偏置电流:1pA输入失调电压:15µV输入温漂:0.5µV/°C支持多路复用器的输入增益带宽:50MHz压摆率:150V/µs16 位建立时间:175ns过载电源电流限制宽电源电压范围:±2.25V 至 ±18V...
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OPA828 36 V、高精度、低噪声、低偏置电流、JFET 输入运算放大器

OPA187 1µV Vos、0.005µV/°C、轨至轨输出、低功耗 36V 零漂移运算放大器

OPAx187系列运算放大器采用自动归零技术,可在时间和温度范围内同步提供低失调电压(1μV)以及近似为零的漂移。此类微型,高精度,低静态电流放大器提供高输入阻抗和流入高阻抗负载的摆幅在5mV电源轨范围内的轨道轨道输出。输入共模范围包括负电源轨。单电源或双电源可在4.5V至36V(±2.25V至±18V)范围内使用。 OPAx187器件的单通道版本采用微型8引脚超薄小外形尺寸(VSSOP)封装,5引脚SOT- 23封装和8引脚小外形尺寸集成电路(SOIC)封装。双通道版本采用8引脚VSSOP和8引脚SOIC封装。四通道版本采用14引脚SOIC,14引脚TSSOP和16引脚WQFN封装。所有器件版本的额定工作温度范围均为-40°C至+ 125°C。 特性 低失调电压:10μV(典型值) 零漂移:0.001μV/°C < li>低噪声:20 nV /√ Hz 电源抑制比(PSRR):160dB 共模抑制比(CMRR):140dB AOL:160dB 静态电流:100μA 宽电源电压:±2.25V至±18V 轨至轨输出运行 输入包括负电源轨 低偏置电流:100pA(典型值) 已滤除电磁干扰(EMI)的输入 微型封装 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 精密...
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OPA187 1µV Vos、0.005µV/°C、轨至轨输出、低功耗 36V 零漂移运算放大器

TLV6002-Q1 适用于成本敏感型汽车系统的 1MHz 低功耗运算放大器

TLV600x-Q1系列单通道和双通道运算放大器专为通用汽车应用而设计。具有轨到轨输入和输出(RRIO)摆幅,低静态电流(典型值75μA),宽带宽(1 MHz)和低噪声(1 kHz时为28nV /√Hz),该系列产品具有多种吸引力需要在成本和性能之间取得平衡的汽车应用,例如信息娱乐系统,发动机控制单元和汽车照明。低输入偏置电流(典型值±1 pA)使TLV600x-Q1能够用于具有兆赫源阻抗的应用。 TLV600x-Q1的稳健设计为电路设计人员提供了易用性:单位增益稳定性,高达150 pF的容性负载,集成RF /EMI抑制滤波器,过载条件下的nophase反转和高静电放电(ESD)保护(4kVHBM)。 器件经过优化,可在低至1.8 V(±0.9 V)和高达5.5 V(±2.75 V)的电压下工作),在-40°C至+ 125°C的扩展温度范围内指定。 单通道TLV6001-Q1采用SC70-5封装,双通道TLV6002- Q1采用SOIC和VSSOP封装。 特性 AEC-Q100符合汽车应用要求 器件温度等级1:-40°C至+ 125°C,T A 设备HBM ESD分类级别3A 设备CDM ESD分类级别C6 通用用于成本敏感系统的放大器 电源范围:1.8 V至5.5 V 增益带宽:1 MHz 低...
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TLV6002-Q1 适用于成本敏感型汽车系统的 1MHz 低功耗运算放大器

INA821 失调电压为 35µV、噪声为 7nV/√Hz 的低功耗、精密仪表放大器

INA821是一款高精度仪表放大器,可实现低功耗并且可在较宽的单电源或双电源电压范围内运行。可通过单个外部电阻器在1到10,000范围内设置任意增益。由于采用新的超β输入晶体管(这些晶体管可提供较低的输入失调电压,失调电压漂移,输入偏置电流以及输入电压和电流噪声),该器件可提供出色的精度。附加电路可以为输入提供高达±40V的过压保护。 INA821经过优化,可提供出色的共模抑制比。当G = 1时,整个输入共模范围内共模抑制比超过90dB。该器件可在4.5V单电源和高达±18V的双电源供电情况下实现低电压运行.INA821可提供8引脚SOIC封装,额定温度范围为-40° C至+ 125°C。 特性 低失调电压:35μV(最大值) 增益漂移:5ppm /°C(G = 1), 50ppm /°C(G&gt; 1) 噪声:7nV /√ Hz 带宽:5.6MHz(G = 1),280kHz(G = 100) 与1nF容式负载一起工作时保持稳定 输入保护电压高达±40V 共模抑制:110dB,G = 10(最小值) 电源抑制:110dB,G = 1(最小值) 电源电流:650μA(最大值) 电源范围: 单电源:4.5 V至36 V 双电源:±2.25V至±18V 额定温度范围: - 40°C至+ 125°C 封装:8引脚SOIC...
发表于 01-08 17:51 54次 阅读
INA821 失调电压为 35µV、噪声为 7nV/√Hz 的低功耗、精密仪表放大器

TLV6001-Q1 适用于成本敏感型系统的低功耗、RRIO、1MHz 运算放大器

TLV600x-Q1系列单通道和双通道运算放大器专为通用汽车应用而设计。具有轨到轨输入和输出(RRIO)摆幅,低静态电流(典型值75μA),宽带宽(1 MHz)和低噪声(1 kHz时为28nV /√Hz),该系列产品具有多种吸引力需要在成本和性能之间取得平衡的汽车应用,例如信息娱乐系统,发动机控制单元和汽车照明。低输入偏置电流(典型值±1 pA)使TLV600x-Q1能够用于具有兆赫源阻抗的应用。 TLV600x-Q1的稳健设计为电路设计人员提供了易用性:单位增益稳定性,高达150 pF的容性负载,集成RF /EMI抑制滤波器,过载条件下的nophase反转和高静电放电(ESD)保护(4kVHBM)。 器件经过优化,可在低至1.8 V(±0.9 V)和高达5.5 V(±2.75 V)的电压下工作),在-40°C至+ 125°C的扩展温度范围内指定。 单通道TLV6001-Q1采用SC70-5封装,双通道TLV6002- Q1采用SOIC和VSSOP封装。 特性 AEC-Q100符合汽车应用要求 器件温度等级1:-40°C至+ 125°C,T A 设备HBM ESD分类级别3A 设备CDM ESD分类级别C6 通用用于成本敏感系统的放大器 电源范围:1.8 V至5.5 V 增益带宽:1 MHz 低...
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TLV6001-Q1 适用于成本敏感型系统的低功耗、RRIO、1MHz 运算放大器

OPA859 具有 1.8GHz 单位增益带宽、3.3nV/√Hz 电压噪声的 FET 输入放大器

OPA859是一款具有CMOS输入的宽带低噪声运算放大器,适用于宽带跨阻和电压放大器应用。将该器件配置为跨阻放大器(TIA)时,0.9GHz增益带宽积(GBWP)能够在低电容光电二极管应用中实现高闭环带宽。 下图展示了在将OPA859设置为TIA时该放大器的带宽和噪声性能与光电二极管电容的函数关系。计算总噪声时的带宽范围为从直流到左轴上计算得出的频率f.OPA859封装具有一个反馈引脚(FB),可简化输入和输出之间的反馈网络连接。 OPA859经过优化,可在光学飞行时间(ToF)系统中运行,在该系统中OPA859与时数转换器(如TDC7201)配合使用。可在具有差分输出放大器(如THS4541或LMH5401)的高分辨率激光雷达系统中使用OPA859来驱动高速模数转换器(ADC)。 特性 高单位增益带宽:1.8GHz 增益带宽积:900MHz 超低偏置电流MOSFET输入:10pA 低输入电压噪声:3.3nV /√ Hz 压摆率:1150V /μs 低输入电容: 共模:0.6pF 差动:0.2pF 宽输入共模范围:< ul> 与正电源相差1.4V 包括负电源 TIA配置下的输出摆幅为2.5V PP 电源电压范围:3.3V至5.25V 静态电流:20.5mA ...
发表于 01-08 17:51 27次 阅读
OPA859 具有 1.8GHz 单位增益带宽、3.3nV/√Hz 电压噪声的 FET 输入放大器

LM324LV 4 通道行业标准低电压运算放大器

LM3xxLV系列包括单个LM321LV,双LM358LV和四个LM324LVoperational放大器或运算放大器。这些器件采用2.7 V至5.5 V的低电压工作。 这些运算放大器是LM321,LM358和LM324的替代产品,适用于对成本敏感的低电压应用。一些应用是大型电器,烟雾探测器和个人电子产品。 LM3xxLV器件在低电压下提供比LM3xx器件更好的性能,并且功耗更低。运算放大器在单位增益下稳定,在过驱动条件下不会反相。 ESD设计为LM3xxLV系列提供了至少2 kV的HBM规格。 LM3xxLV系列提供具有行业标准的封装。这些封装包括SOT-23,SOIC,VSSOP和TSSOP封装。 特性 用于成本敏感系统的工业标准放大器 低输入失调电压:±1 mV 共模电压范围包括接地 单位增益带宽:1 MHz 低宽带噪声:40 nV /√ Hz < li>低静态电流:90μA/Ch 单位增益稳定 工作电压为2.7 V至5.5 V 提供单,双和四通道变体 稳健的ESD规范:2 kV HBM 扩展温度范围:-40°C至125°C 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 通用 运算放大器   Number of channels (#) Total Supply Voltage (Min) (+5V=5, +/-5V=1...
发表于 01-08 17:51 518次 阅读
LM324LV 4 通道行业标准低电压运算放大器

TLV9052 5MHz、15-V/µs 高转换率 RRIO 运算放大器

TLV9051,TLV9052和TLV9054器件分别是单,双和四运算放大器。这些器件针对1.8 V至5.5 V的低电压工作进行了优化。输入和输出可以以非常高的压摆率从轨到轨工作。这些器件非常适用于需要低压工作,高压摆率和低静态电流的成本受限应用。这些应用包括大型电器和三相电机的控制。 TLV905x系列的容性负载驱动为200 pF,电阻性开环输出阻抗使容性稳定更高,容性更高。 TLV905x系列易于使用,因为器件是统一的 - 增益稳定,包括一个RFI和EMI滤波器,在过载条件下不会发生反相。 特性 高转换率:15 V /μs 低静态电流:330μA 轨道-to-Rail输入和输出 低输入失调电压:±0.33 mV 单位增益带宽:5 MHz 低宽带噪声:15 nV /√ Hz 低输入偏置电流:2 pA Unity-Gain稳定 内部RFI和EMI滤波器 适用于低成本应用的可扩展CMOS运算放大器系列 工作电压低至1.8 V 由于电阻开环,电容负载更容易稳定输出阻抗 扩展温度范围:-40°C至125°C 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 通用 运算放大器   Number of channels (#) Total Supply Voltage (Min) (+5V=5, +/-5V=10) Total Supply Vo...
发表于 01-08 17:51 43次 阅读
TLV9052 5MHz、15-V/µs 高转换率 RRIO 运算放大器

OPA4388 10MHz、CMOS、零漂移、零交叉、真 RRIO 精密运算放大器

OPAx388(OPA388,OPA2388和OPA4388)系列高精度运算放大器是超低噪声,快速稳定,零漂移,零交叉器件,可实现轨到轨输入和输出运行。这些特性及优异交流性能与仅为0.25μV的偏移电压以及0.005μV/°C的温度漂移相结合,使OPAx388成为驱动高精度模数转换器(ADC)或缓冲高分辨率数模转换器(DAC)输出的理想选择。该设计可在驱动模数转换器(ADC)的过程中实现优异性能,不会降低线性度.OPA388(单通道版本)提供VSSOP-8,SOT23 -5和SOIC-8三种封装.OPA2388(双通道版本)提供VSSOP-8和SO-8两种封装.OPA4388(四通道版本)提供TSSOP-14和SO-14两种封装。上述所有版本在-40°C至+ 125°C扩展工业温度范围内额定运行。 特性 超低偏移电压:±0.25μV 零漂移:±0.005μV/°C 零交叉:140dB CMRR实际RRIO 低噪声:1kHz时为7.0nV /√ Hz 无1 /f噪声:140nV < sub> PP (0.1Hz至10Hz) 快速稳定:2μs(1V至0.01%) 增益带宽:10MHz 单电源:2.5V至5.5V 双电源:±1.25V至±2.75V 真实轨到轨输入和输出 已滤除电磁干扰( EMI)/射频干扰(RFI)的输入 行业标...
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OPA4388 10MHz、CMOS、零漂移、零交叉、真 RRIO 精密运算放大器

TLV2314-Q1 3MHz、低功耗、内置 EMI 滤波器的 RRIO 运算放大器

TLVx314-Q1系列单通道,双通道和四通道运算放大器是新一代低功耗,通用运算放大器的典型代表。该系列器件具有轨到轨输入和输出(RRIO)摆幅,低静态电流(5V时典型值为150μA),3MHz高带宽等特性,非常适用于需要在成本与性能间实现良好平衡的各类电池供电型应用。 TLVx314-Q1系列可实现1pA低输入偏置电流,是高阻抗传感器的理想选择。 TLVx314-Q1器件采用稳健耐用的设计,方便电路设计人员使用。该器件具有单位增益稳定性,支持轨到轨输入和输出(RRIO),容性负载高达300PF,集成RF和EMI抑制滤波器,在过驱条件下不会出现反相并且具有高静电放电(ESD)保护(4kV人体模型(HBM))。 此类器件经过优化,适合在1.8V(±0.9V)至5.5V(±2.75V)的低电压状态下工作并可在-40°C至+ 125°C的扩展工业温度范围内额定运行。 TLV314-Q1(单通道)采用5引脚SC70和小外形尺寸晶体管(SOT)-23封装.TLV2314-Q1(双通道版本)采用8引脚小外形尺寸集成电路(SOIC)封装和超薄外形尺寸(VSSOP)封装。四通道TLV4314-Q1采用14引脚薄型小外形尺寸(TSSOP)封装。 特性 符合汽车类应用的要求 具...
发表于 01-08 17:51 64次 阅读
TLV2314-Q1 3MHz、低功耗、内置 EMI 滤波器的 RRIO 运算放大器

LM358B 双路运算放大器

LM358B和LM2904B器件是业界标准的LM358和LM2904器件的下一代版本,包括两个高压(36V)操作放大器(运算放大器)。这些器件为成本敏感型应用提供了卓越的价值,具有低失调(300μV,典型值),共模输入接地范围和高差分输入电压能力等特点。 LM358B和LM2904B器件简化电路设计具有增强稳定性,3 mV(室温下最大)的低偏移电压和300μA(典型值)的低静态电流等增强功能。 LM358B和LM2904B器件具有高ESD(2 kV,HBM)和集成的EMI和RF滤波器,可用于最坚固,极具环境挑战性的应用。 LM358B和LM2904B器件采用微型封装,例如TSOT-8和WSON,以及行业标准封装,包括SOIC,TSSOP和VSSOP。 特性 3 V至36 V的宽电源范围(B版) 供应 - 电流为300μA(B版,典型值) 1.2 MHz的单位增益带宽(B版) 普通 - 模式输入电压范围包括接地,使能接地直接接地 25°C时低输入偏移电压3 mV(A和B型号,最大值) 内部RF和EMI滤波器(B版) 在符合MIL-PRF-38535的产品上,除非另有说明,否则所有参数均经过测试。在所有其他产品上,生产加工不一定包括所有参数的测试。 所...
发表于 01-08 17:51 81次 阅读
LM358B 双路运算放大器

LM2902LV 行业标准、低电压放大器

LM290xLV系列包括双路LM2904LV和四路LM2902LV运算放大器。这些器件由2.7V至5.5V的低电压供电。 这些运算放大器可以替代低电压应用中的成本敏感型LM2904和LM2902。有些应用是大型电器,烟雾探测器和个人电子产品.LM290xLV器件在低电压下可提供比LM290x器件更佳的性能,并且功能耗尽。这些运算放大器具有单位增益稳定性,并且在过驱情况下不会出现相位反转.ESD设计为LM290xLV系列提供了至少2kV的HBM规格。 LM290xLV系列采用行业标准封装。这些封装包括SOIC,VSSOP和TSSOP封装。 特性 适用于成本敏感型系统的工业标准放大器 低输入失调电压:±1mV < LI>共模电压范围包括接地 单位增益带宽:1MHz的 低宽带噪声:40nV /√赫兹 低静态电流:90μA/通道 单位增益稳定 可在2.7V至5.5V的电源电压下运行 提供双通道和四通道型号< /li> 严格的ESD规格:2kV HBM 扩展温度范围:-40°C至125°C 所有商标均为各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 通用 运算放大器   Number of channels (#) Total Supply Voltage (Min) (+5V=5, +/-5V=10) Total Supply Voltage (Max) (+5V...
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LM2902LV 行业标准、低电压放大器

采用业界最小的运算放大器设计麦克风电路

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OPA244和OPA2244及OPA4244运算放大器的数据手册免费下载

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NJM072B和NJM082B及NJM072和NJM082双JFET输入运算放大器数据手册

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