ตระกูลแอมพลิฟายเออร์การทำงานแบบ Zero-Drift ในแพ็คเกจรอยเท้าขนาดเล็ก มี DC Offset สูงสุด 3μV และดริฟท์สูงสุด 30nV/°C

บทนำ LTC2050, LTC2051 และ LTC2052 เป็นแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานแบบ zero-drift แบบ single, dual และ quad มีอยู่ในแพ็คเกจ SOT-23, MS8 และ GN16 ตามลำดับ op amps แบบ zero-drift ที่เล็กที่สุดที่มีให้ใช้ พวกเขาใช้พื้นที่บอร์ดน้อยที่สุดในขณะที่ให้อินพุตที่ต่ำที่สุด (สูงสุด 3μV) และออฟเซ็ตดริฟท์ (สูงสุด 30nV/°C) ที่มีอยู่ในปัจจุบัน นอกจากนี้ ยังทำงานในช่วงการจ่ายที่กว้าง ตั้งแต่ 2.7V ถึง ±5V พวกเขามีเอาต์พุตแบบรางต่อรางที่สามารถขับโหลดได้ขนาดเล็กถึง 1k ถึงรางจ่ายใด ๆ และมีช่วงอินพุตจากแหล่งจ่ายเชิงลบถึงโดยทั่วไปน้อยกว่า 1V จากแหล่งจ่ายที่เป็นบวก ช่วงโหมดทั่วไปของอินพุตขยายกว้างพร้อม CMRR ที่แน่วแน่ ที่อุณหภูมิห้อง และด้วยระดับโหมดทั่วไปของอินพุตที่แหล่งจ่ายกลาง ชิ้นส่วนมักจะมีค่าชดเชยที่อ้างอิงอินพุต 0.5μV และรับประกันว่าจะมีค่าน้อยกว่า ±3μV เพื่อให้แน่ใจว่า DC นี้มีความแม่นยำในช่วงอินพุตของโหมดทั่วไป LTC2050/LTC2051/LTC2052 มี CMRR สูงเป็นพิเศษในช่วงกว้างจากแหล่งจ่ายเชิงลบจนถึงโดยทั่วไปภายใน 0.9V ของรางบวก ดังแสดงในรูปที่ 1 ตัวอย่างเช่น อินพุตจะแปรผันตามช่วงโหมดทั่วไป 5V ทั้งหมด ออฟเซ็ตที่อ้างอิงอินพุตจะเปลี่ยนแปลงโดยปกติน้อยกว่า 0.4μV ระดับ PSRR ที่ใกล้เคียงกัน (โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 0.1μV ของออฟเซ็ตต่อโวลต์ของการเปลี่ยนแปลงของการจ่ายไฟ) และค่าความเบี่ยงเบนของอุณหภูมิที่ใกล้ศูนย์ทำให้มั่นใจได้ว่าค่าออฟเซ็ตจะไม่เกิน 5μV สำหรับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายทั้งหมดและช่วงอุณหภูมิเชิงพาณิชย์     รูปที่ 1 DC CMRR เทียบกับโหมดทั่วไปของอินพุต ไดรฟ์เอาต์พุต Rail-to-Rail ที่มีโหลด 1k LTC2050/LTC2051/LTC2052 ยังคงรักษาลักษณะ DC ไว้ในขณะที่ขับเคลื่อนการจัดหาโหลดตัวต้านทานหรือกระแสที่กำลังจมสูงถึง 5mA รูปที่ 2 แสดงการแกว่งแบบ rail-to-rail ของ op amps กับการโหลดความต้านทานเอาต์พุต ด้วยการโหลด 1k หรือ 5k เอาต์พุตโดยทั่วไปจะแกว่งไปที่ภายใน 100mV หรือ 30mV ตามลำดับของราง     รูปที่ 2 การแกว่งของแรงดันไฟขาออกเทียบกับความต้านทานโหลด การป้อนผ่านนาฬิกาและกระแสอคติของอินพุตที่แทบไม่ถูกกำจัด ตระกูล LTC2050 ใช้วงจร autozeroing เพื่อให้ได้ค่าออฟเซ็ตแบบ zero-drift และข้อกำหนด DC อื่นๆ นาฬิกาที่ใช้สำหรับ autozeroing โดยทั่วไปคือ 7.5kHz ฟีดทรูนาฬิกามีสองประเภทในออปแอมป์ที่ปรับอัตโนมัติ เช่น LTC2050/51/52 สาเหตุแรกเกิดจากการตกตะกอนของตัวเก็บประจุสุ่มตัวอย่างภายใน ขนาดที่อ้างอิงอินพุตของการป้อนผ่านนาฬิกานี้ไม่ขึ้นกับความต้านทานของแหล่งอินพุตหรือตัวต้านทานการตั้งค่าเกน รูปที่ 3 แสดงสเปกตรัมเอาท์พุตของ LTC2050 ที่มีการขยายแบบวงปิดที่ 101 ด้วย R2 = 100k และ R1 = RS = 1k มีการป้อนสัญญาณนาฬิกาที่เหลือน้อยกว่า 1μVRMS อินพุตอ้างอิงที่ 7.5kHz การป้อนผ่านสัญญาณนาฬิกาที่ต่ำมากนี้ทำได้ใน LTC2050/LTC2051/LTC2052 โดยวงจรภายในที่ปรับปรุงการตกตะกอนของตัวเก็บประจุภายใน autozero     รูปที่ 3 สเปกตรัมเอาต์พุตที่มีอัตราขยาย 101; R2 = 100k, R1 = RS = 1k รูปแบบที่สองของการป้อนผ่านสัญญาณนาฬิกาเกิดจากการฉีดประจุของสวิตช์ MOS ภายในที่เชื่อมต่อกับอินพุตแอมป์สหกรณ์ เดือยปัจจุบันเหล่านี้ไม่ปรากฏชัดในเอาต์พุตเมื่อความต้านทานต้นทางของอินพุต op amp มีขนาดเล็ก (นั่นคือ R1 และ RS มีขนาดเล็กในรูปที่ 3) รูปที่ 4 แสดงเอาต์พุตของ LTC2050HV ที่ทำงานด้วยอัตราขยาย 101, 5V การจ่ายและระดับโหมดทั่วไปของอินพุตที่แหล่งจ่ายเชิงลบ (กราวด์) การติดตาม A แสดงเอาต์พุตเมื่อความต้านทานแหล่งที่มา (RS) เท่ากับ 1k ในขณะที่การติดตาม B แสดงเอาต์พุตสำหรับ RS = 100k การฉีดประจุของสวิตช์อินพุตจะปรากฏในกล่องที่มีความต้านทานอินพุตสูง อย่างไรก็ตาม ค่าเฉลี่ยของกระแสการฉีดประจุ (ซึ่งเป็นกระแสไบแอสอินพุต) น้อยกว่า 15pA ดังแสดงในรูปที่ 5 ดังนั้น แม้ว่าจะมีความต้านทานแหล่งกำเนิด 100k แหลมในรูปที่ 4 ร่องรอย B จะลดลงเหลือ 1.5 DC ที่อ้างอิงอินพุต μV พร้อมตัวเก็บประจุป้อนกลับข้าม R2     รูปที่ 4 เอาต์พุตที่มีกำไร 101; VS = 5V, R2 = 100kΩ , R1 = 1kΩ , อินพุตโหมดทั่วไปที่ V– ; ติดตาม A: RS = 1kΩ , ติดตาม B: RS = 100kΩ     รูปที่ 5. กระแสไบแอสอินพุตเทียบกับแรงดันไฟโหมดทั่วไปอินพุต (LTC2050HV) แอปพลิเคชั่นแอมพลิฟายเออร์บริดจ์ความต้านทานสูง แอปพลิเคชั่นทั่วไปของแอมพลิฟายเออร์ดริฟท์เป็นศูนย์คือการขยายสัญญาณจากบริดจ์ตัวต้านทานแบบดิฟเฟอเรนเชียลดังแสดงในรูปที่ 6 อัตราขยายคือ 2R2 / R โดยที่ R คือความต้านทานของสะพาน ในการใช้งานที่มีความต้านทานบริดจ์สูง กระแสอคติอินพุตของ op amp อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้ ด้วยอุปกรณ์จ่ายไฟ 5V โดยทั่วไป LTC2050HV จะมีกระแสอคติอินพุต 5pA ที่แหล่งจ่ายกลาง (ดูรูปที่ 5) ดังนั้นความต้านทานของบริดจ์ที่สูงถึง 100k จึงมีส่วนชดเชยน้อยกว่า 1μV เนื่องจากกระแสไบแอสอินพุตและความต้านทานของบริดจ์     รูปที่ 6 แอมพลิฟายเออร์บริดจ์ดิฟเฟอเรนเชียลทั่วไป Ultralow VOS Drift, แอมพลิฟายเออร์คอมโพสิตเสียงรบกวนต่ำ หากแอปพลิเคชันต้องการสัญญาณรบกวนน้อยกว่าแต่ต้องการประสิทธิภาพ DC ของ LTC2050 แอมพลิฟายเออร์แบบคอมโพสิตดังที่แสดงในรูปที่ 1.5 อาจเป็นวิธีแก้ปัญหา     รูปที่ 7 Zero drift, แอมพลิฟายเออร์คอมโพสิตเสียงรบกวนต่ำ LT1677 เป็นออปแอมป์อินพุตและเอาต์พุตแบบรางต่อรางที่มีเสียงรบกวนต่ำซึ่งทำงานในช่วงการจ่ายที่กว้างมาก (3V ถึง ±15V) ผู้รวมระบบที่สร้างโดย LTC2050HV จะทำให้ค่าออฟเซ็ตของแอมพลิฟายเออร์คอมโพสิตเป็นโมฆะผ่านหมุดทริมออฟเซ็ตของ LT1677 ออฟเซ็ตและดริฟท์ที่เป็นผลลัพธ์เป็นของ LTC2050HV แต่สัญญาณรบกวนนั้นใกล้เคียงกับของ LT1677 (ประมาณ 100nV สูงสุดต่อยอด, DC ถึง 10Hz) ด้วยค่าที่แสดง เวลาอุ่นเครื่องจะอยู่ที่ประมาณสิบวินาที จอภาพมอนิเตอร์กระแสไฟติดลบ รูปที่ 8 แสดง LTC2051 ที่ใช้ตรวจจับกระแสไฟในแหล่งจ่ายไฟเชิงลบ ค่าออฟเซ็ตต่ำของ LTC2051 ช่วยให้สามารถใช้ตัวต้านทานความรู้สึกที่เล็กมาก RS เอาต์พุตถูกเลื่อนระดับไปที่พื้นโดยใช้ M1     รูปที่ 8 การตรวจสอบกระแสไฟที่เป็นลบ บทสรุป แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานแบบ zero-drift ตระกูล LTC2050/LTC2051/LTC2052 นำเสนอแพ็คเกจที่เล็กกว่าแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานอื่น ๆ ที่มีคุณสมบัติ DC นอกจากนี้ ยังเป็นเครื่องแรกที่ใช้อุปกรณ์จ่ายไฟ 2.7V เดี่ยว แต่สามารถทำงานได้กับอุปกรณ์สิ้นเปลือง ±5 ที่สูงกว่า

ฝากข้อความ 

รายการข้อความ