高精度运放需求日增,向高压和零温漂方向发展

上网时间: 2011年09月23日? 作者:陈路? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:高精度运放? 体重计?

今天很多应用都需要用到高精度运放,如医疗电子仪器、低噪声仪表、精密低漂移低频ADC驱动器、热电偶和其它温度传感器前端放大器、惯性传感器、工业过程控制系统、体重计、流量计、压力传感器,特别是家用保健型医疗仪器和医院用高端成像设备,前端采集的传感器模拟信号通常都非常的小,必须经过放大才能送到ADC进行模数转换,如果前端运放的输入电压噪声或失调电压与输入采集信号处于同一数量级,那么这些噪声或失调电压很可能不会被滤掉,而是被放大后送到后端数据计算系统进行处理,这有可能导致系统严重的误判。此外,运放温漂也会在环境工作温度较高时使系统造成误判。如果用户或医生过度信赖电子医疗仪器数据诊断病情或开处方,有可能会给用户带来健康或情绪困扰,因此很多工业、仪器和医疗电子应用对高精度低温漂精密运放的需求每年呈递增态势。

高精度模拟器件需求增长迅速

高精度运放需求日增,向高压和零温漂方向发展_《国际电子商情》_1
CADEKA公司总经理Craig Swing

随着曾先后从NSC和飞兆分离出来的CADEKA公司总经理Craig Swing表示:“目前全球市场对高精度模拟器件的需求大约为每年60亿美元,约占整个模拟器件市场的20%。高精度模拟器件的前三大需求市场分别是:工业电子、医疗电子和仪器、通信电子。”

高精度运放是高精度模拟器件的一个重要组成部分,目前大多数高精度运放的电源电压大都在5V到12V之间,因为很多消费类和医疗电子类应用的信号电压都不会大于这一范围。但随着越来越多的工业控制和通信电子需要用到±12V或±15V信号电压,高压高精度低温漂运放开始得到供应商越来越多的重视。例如,最近TI利用高压CMOS工艺开发出业界第一颗零温漂36V斩波运放,Intersil利用其PR40双极工艺开发出一系列高精度低温漂40V运放。

高精度运放需求日增,向高压和零温漂方向发展_《国际电子商情》_2
Intersil 精密模拟产品市场经理Paul Lee

据Databeans统计,2011年医疗器械用放大器的全球营收为2.23亿美元,年均复合增长率为11%。不出预料,绝大多数的放大器消耗来自中国和亚太地区。

Intersil 精密模拟产品市场经理Paul Lee表示:“虽然存在例外,但大多数高端医疗仪器设备主要使用高性能JFET输入运放,这些运放在低频和宽带下均提供优良的DC参数和低噪声。”

TI高性能模拟产品业务拓展经理宋浩然补充道:“JFET高精度运放一般用于电流检测应用,因为它的输入漏电流较小。CMOS高精度运放主要用于电压检测应用。”

对于便携医疗设备,CMOS运放最受欢迎,因为它们以较低功耗和合理的成本提供相当好的性能。

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TI高性能模拟产品业务拓展经理宋浩然

纵观整个医疗电子市场,低功耗、高集成度、小体积、低成本、高性能及高可靠性必然是发展趋势,创新型医疗电子则向更加灵活、实惠和便携的方向发展。

Paul Lee指出:“便捷式医疗市场朝集成式解决方案方向发展的趋势特别明显,其目的是降低成本和提升性能等。”

不同医疗电子应用对高精度运放的需求是不同的。例如,超声系统需要噪音非常低、通常增益可调且动态范围较大的运放作为模拟采集的前端,如AD8332/4, 目前在新的设计中更多的是集成式的模拟前端,其不但集成了低噪声运放、可编程增益放大器,同时还集成有ADC,如AD927x系列;对于心电图仪这种有较高人体共模干扰的设备,一般需要共模抑制比高、噪声低的运放产品作为调理电路。

但是,根据不同的系统设计结构,在运放的选择上也会有所不同,便携医疗电子设备通常需要偏置电流非常低、供电电压低、失真低、成本低、尺寸小的运放,甚至是SoC的解决方案;CT等大型复杂影像设备需要通道数多、噪声低、一致性好的积分器类运放,通道密度高,所以功耗也是重要的方案选型的重要指标。

本文下一页:不同应用对高精度运放需求特点

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