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?

最新高精度运放解决方案

目前市面上能够提供高精度运放的前五大供应商有TI、ADI、Linear、Maxim和NSC,Intersil刚进入这一市场不久,CADEKA和Dioo(帝奥微电子)则规模还不大,但最后两家公司的运放产品性能却一点也不弱,有些性能甚至处于业界领先地位。

王胜表示:“目前ADI在高性能运放市场中已占有42%的市场份额(Databeans 2010数据),我们已经拥有明显的领先优势。”

不过,TI在高压零漂移运放领域走在了ADI的前面,最近TI推出了双通道零漂移36V运算放大器OPA2188,主要针对对精度要求超高的高、低电压电源应用,如测量测试设备、电子秤、医疗仪表以及流量计等。

宋浩然表示:“业界首款OPA2188与同类竞争产品相比,可在相同功耗下将失调电压漂移改善4倍,初始失调电压改善60%,带宽提高1倍。”

OPA2188 将 TI 专有的零漂移技术与其高精度36V CMOS工艺相结合,可为模拟设计人员解决在高电压环境下实施高精度测量的技术难题提供简单明了的方法,它帮助客户在控制与自动化等应用中实现更高的效率,以及在便携式医疗设计中获得更高的准确度。

OPA2188的具体性能优势包括:1)零漂移架构,每摄氏度0.03uV,可减少未来系统校准需求;2)25uV初始失调电压可实现同类最高分辨率的传感器测量;3)在仅消耗475uA静态电流的同时,提供2MHz带宽,将帮助便携式医疗应用提供更高水平的准确度;4)高系统精度的8.8nV/rtHz低噪声;5)输入共模电压范围从负轨扩展到正轨1.5V内,不但可节省其它电路系统,而且还支持5V单电源工作。

OPA2188是TI第一个高压高精度斩波运放,主要针对电源电压通常为±12V或±15V的工业或通信计量应用,此前TI推出的高精度运放的电源电压基本上都在5V-12V之内,如知名的OPA333、OPA335、OPA378和OPA734/735。

传统上36V高压高精度低温漂运放是采用双极工艺实现的,如Intersil采用高压双极工艺PR40开发的ISL28127、ISL28117B/28217B,它们的最大电源电压可高达40V,TI是业内第一家利用CMOS工艺开发出36V高压零温漂运放的供应商,将CMOS工艺的低成本优势也带进了高压高精度运放领域,如OPA2188的1K订量定价仅为1.40美元。

Intersil精密产品副总裁兼总经理Roger Levinson表示:“PR40工艺的最大优势是可以提供低噪声和高可靠性,它使得我们的产品与竞争对手相比,可以一半的功耗提供相同的性能。”

例如,ISL28127的带宽高达10MHz,温漂值为0.5uV/℃,输入失调电压为70uV,输入噪声仅为2.5nV/rtHz,CMRR和PSRR分别高达115dB,不过,它的功耗有些大,高达2.8mA。ISL28117B/28217B虽可将功耗和输入失调电压分别降至530uA和50uV,但温漂升高到0.6uV/℃,输入噪声上升到8nV/rtHz,带宽降至1.5MHz。这三款产品每订购1K的报价分别为1.05美元、0.95美元和1.89美元。

除了高压运放,Intersil最近还推出了全新5V超低噪声、斩波稳定式零漂移轨对轨放大器ISL28134。该产品能在与竞争对手放大器耗电量类似情况下,将噪声降低一半,十分适用于低噪声、高端仪表系统。

ISL28134的主要性能特点为:1)0.1Hz至10Hz的噪声电压仅为0.25uVp-p;2)输入失调电压最大值为2.5uV;3)输入失调电压温漂最大值为15nV/℃;4)功耗仅为675uA;5)轨对轨输入输出;6)共模抑制比(CMRR)高达135dB。

Cadeka开发出了两款具有当今市场上最低宽带噪声的(0.60nV/√Hz)高速放大器CLC1001与CLC1002,比同档次产品中最接近的对手还低30%。

除了超低0.60nV/√Hz 输入电压噪声之外,CLC1001与CLC1002还提供了最大1mV的输入失调电压以及出色的交流性能,使它们非常适合应用于需要高灵敏度和高信号完整性的高速数据采集系统。这两款放大器的电流消耗均低于13mA,它们还具有关断功能可以使电流消耗进一步降低到225uA以下。

尽管Cadeka总经理Craig Swing充满骄傲地说:“CLC1001与CLC1002是我们先进放大器设计经验的最好例证,我们特有的架构使我们能够在这个价位上提供业界最好的噪声表现。”

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不过,TI宋浩然指出:“高精度运放的各项性能指标实际上是折中的结果,你可以通过牺牲功耗将输入低噪声指标做到业界最好,但客户其实更需要性能平衡的高精度运放,而这正是我们的开发策略。”

CLC1001设计具有10V/V或者更高的增益,并且为开发者提供了低噪声、2.1GHz增益带宽积、410V/us的压摆率以及130mA输出电流驱动能力,而电流消耗仅为12.5mA。CLC1002设计用于那些需要较低增益(5V/V或者更高)的应用。CLC1002的优良特性包括965MHz的增益带宽积、170V/us的压摆率、130mA输出电流、以及同样的业界最低噪声0.60nV/√Hz。它的不足之处是CMRR较低,只有85dB。

同时具有低噪声、低输入失调电压、高速、高输出电流、以及出色的带宽性能使CLC1001与CLC1002可以胜任很多如高速通信、医疗、以及仪表应用,包括雷达、声纳、机站、超声、X光、探头以及测试设备。

CLC1001与CLC1002采用无铅封装,并且符合RoHS标准。1K定购价格分别为1.20美元和1.049美元。

“我们的高精度运放产品与世界前五大供应商相比,性能一点也不差,有些甚至还领先,再加上我们架构创新实现的更低成本,使得它们具有市场最好的竞争力。例如,我们的运放产品在带宽达到1GHz时可以接收9Vp-p输入电压,在80MHz时可以接收20Vp-p的输入电压,目前业内没有其它供应商能实现这一性能。”Craig Swing指出,“虽然我们目前在市场上还处于起步阶段,但我相信不久以后市场份额就会有很大的提升。”

Dioo目前共有两款高精度运放产品,分别是DIO2101和DIO2201。DIO2101是一种高性能电压反馈放大器,目标应用市场主要包括:医用超声通道放大器、低噪音需求的数据采集、探头设备和测试设备。DIO2201是一种单通道低功耗放大器,目标应用市场主要包括:医疗仪器设备、低噪声数据采集、互阻放大器、测试设备及其探测应用。这二款器件均可提供领先业界的超低电压输入噪声(0.6nV/√Hz)性能。

DIO2101的其它主要特性包括:超低失调(最大为1mV),2.1GHz的增益带宽积(GBP)、410V/μs的转换率、高达130mA的输出电流能力、工作温度范围可从-40至+125℃、工作电压范围为4V-12V,仅消耗12.5mA供应电流,并有省电模式(启用/禁用引脚在225μA低功耗模式)。DIO2102是专为在速度、灵敏度和最小信号失真方面能理想应用的仪器而设计。

DIO2201的其它主要特性包括:950MHz的增益带宽积、170V/μs的压摆率,低输入失调电压(1mV)、高达130mA的输出电流能力、低功耗(13mA)、省电模式下只有不到225μA、温度范围为-40至+125℃和4V至12V电源供应,它是专为要有超低失真、精确度高以及低功耗应用的高速低噪音信号处理器设计的。

最新Design-Wins

Paul Lee透露:“我们三个季度前刚发布的首款JFET放大器ISL28210取得的第一个设计成功是在‘Goldway’(中国)的患者监测应用。我们还在争取一个机会,这就是在‘Landwind’(中国)的生物医疗分析仪应用。如同大多数水平(行业)客户一样,该机会的规模开始也很小(刚刚开始),但有望随着时间的推移而增大。”

Intersil目前的主要分销合作伙伴是P&S、Avnet、Dahua和Burnon。Paul Lee表示:“对于重要或大医疗行业客户,如Mindray,我们将直接提供服务/支持。”

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