Kiedy potrzebujesz opampa o niskiej przepustowości?

9

Ten opamp ma pasmo wzmocnienia jedności 27 kHz , które jest zdecydowanie najniższe, jakie kiedykolwiek widziałem. (Po raz pierwszy błędnie odczytałem szybkość przełączania 7,7 V / ms jako 7,7 V /μs, ponieważ są to najczęściej używane jednostki).

27kHz wygląda bardzo źle. Czy jest jakiś powód, dla którego mieliby robić opampy na podstawie tych specyfikacji?

Federico Russo
źródło
2
Istnieją wszelkiego rodzaju aplikacje, które nie wymagają dużej przepustowości. Na przykład wzmocnienie stałego napięcia w celu zapewnienia odniesienia. Lub wzmocnienie sygnału z czujnika dla wolno zmieniającej się wielkości, takiej jak temperatura. 27 Khz może być wystarczające dla dźwięku. Pytanie nie brzmi, kiedy potrzebujesz niskiej przepustowości, ale kiedy możesz zrezygnować z przepustowości na rzecz optymalizacji innych parametrów. (Oczywiście, jeśli wszystko inne jest równe, dlaczego celowo iść z niską przepustowością. Idealny op-ap ma nieskończoną przepustowość i nieograniczony zysk; jeśli tak, to po co korzystać z czegoś innego.)
Kaz
@Kaz - „27 kHz może być wystarczające dla dźwięku”. Nie hifi, jeśli chcesz go wzmocnić. Nawet przy wzmocnieniu jedności tak mała przepustowość najprawdopodobniej da zły TIM (Transient Intermodulation Distortion), który jest bardziej słyszalny niż zniekształcenie harmoniczne.
stevenvh

Odpowiedzi:

12

To 27kHz to nic. LPV511 ma młodszego brata, LPV521 , który ma iloczyn pasma wzmocnienia równy 6,2 kHz.

Celowo nie zmniejszają przepustowości. Niska przepustowość nie ma realnej korzyści, chociaż poprawia stabilność.
Produkt o niskiej przepustowości jest konsekwencją konstrukcji o niskiej mocy. LPV521 zużywa tylko 350nA. Wspomniałeś już o prędkości narastania i jest ona ściśle związana z przepustowością. LPV521 ma szybkość narastania 2,4 V / ms. Aby zmienić poziom wyjściowy opamp szybko, musisz pompować prąd do sterowników wyjściowych. Nie do tego przeznaczony jest ten opamp. Wiele zastosowań ma bardzo niską częstotliwość, od prądu stałego do kilkudziesięciu Hz. Typowa aplikacja pokazana w arkuszu danych to monitor prądu dla urządzenia zasilanego bateryjnie, które prawdopodobnie będzie w pobliżu prądu stałego.

W każdym razie będziesz musiał słono zapłacić za tak zły opamp ;-). Poważnie, nawet w dużych ilościach LPV521 kosztuje więcej niż dolar, podczas gdy można uzyskać popularne opampy za 6 lub 7 centów. To za 500nW, za które płacisz. Spróbuj znaleźć inne opampy, które będą działać na komórce monet przez 5 lat lub dłużej.

stevenvh
źródło
W szkole dowiedziałem się, że produkt Gain × Bandwith jest stały. Czytając tę ​​odpowiedź, zastanawiam się, czy ta zasada jest ograniczona szybkością zabijania. Mam wrażenie, że sprzężenie zwrotne nie wpływa na szybkość zmiany prędkości, a zatem ogranicza przepustowość (wzmocnienie jedności).
jippie
1
@jippie - GBW jest stały, to prawda. Przy wysokich częstotliwościach będziesz miał wysokie dV / dt (dla sinusa najwyższego, gdy przekroczy zero), ale także przy wysokim wzmocnieniu dV / dt jest wysokie. Nie możesz go zwiększyć, mając oba. Jeśli zmniejszysz wzmocnienie przez zastosowanie sprzężenia zwrotnego, przepustowość wzrośnie, zezwolisz na sygnały o wyższym czasie narastania. Szybkość opadania jest rzeczywiście stała.
stevenvh
@stevenvh W opampie z kompensacją bieguna dominującego maksymalna szybkość narastania jest ograniczona prądem końcowym pary różnicowej stopnia wejściowego, tj. jest tylko tyle prądu dostępnego (I = Cdv / dt), aby przesunąć kondensator kompensacji stopnia VAS.
Bitrex,
AD8553 ma jeszcze mniejszą przepustowość: 1 kHz.
Federico Russo,
7

Najpierw spróbuję krótko odpowiedzieć, a następnie spojrzeć na arkusz danych i wycenę :-)

Jest to najprawdopodobniej bardzo niska moc i / lub może działać z niskiego napięcia. Niska prędkość wspomaga niską dynamiczną redukcję mocy, a brak potrzeby obsługi dużej mocy i prędkości pozwala na ukierunkowanie niższej mocy.

Możesz również docenić niskie aspekty EMI.

OK - spójrzmy na arkusz danych ...


Uff! Zrozumiałem :-)
Pierwsze kilka akapitów karty danych opowiada tę historię. Bardzo silny nacisk na niską moc w celu zapewnienia długiej żywotności w zastosowaniach bateryjnych i niskiego napięcia w celu dostosowania do mocy baterii.

Mówią:

LPV511:

  • Wzmacniacz operacyjny wejścia i wyjścia Micropower, Rail-to-Rail.
    LPV511 jest microPower wzmacniacz operacyjny, który działa z zakresu napięcia zasilającego tak szeroka, jak 2.7V do 12V z gwarantowaną specyfikacji na 3V , 5V i 12V.

    LPV511 wykazuje doskonały stosunek prędkości do mocy , pobierając jedynie 880 nA prądu zasilającego o szerokości pasma 27 kHz.

    Te specyfikacje sprawiają, że LPV511 jest idealnym wyborem dla systemów zasilanych bateryjnie, które wymagają długiej żywotności dzięki niskiemu prądowi zasilania, takim jak oprzyrządowanie, kondycjonowanie czujnika i monitorowanie prądu akumulatora.

    LPV511 ma zakres wejściowy, który obejmuje zarówno szyny zasilające do wykrywania ziemi, jak i po stronie akumulatora.

    Wyjście LPV511 waha się w granicach 100 mV każdej szyny, aby zmaksymalizować zakres dynamiczny sygnału w aplikacjach o niskim zasilaniu.

    Ponadto wyjście jest w stanie uzyskać 650 µA prądu, gdy jest zasilane z akumulatora 12 V.


DODANY:

Żywotność baterii:

Dla perspektywy - 880 nA lub 0,88 uA to nieco mniej niż oddech komara.

880 nA na jeden rok wynosi 880 x 8765/1 000 000 mA / nA ~ = 8 mAh / rok.
Obsługiwany z 3 alkalicznych AA o pojemności około 2500 mAh i punkcie końcowym 1 V / ogniwo i bez uwzględnienia okresu trwałości, możesz używać jednego z nich przez około 300 lat. Lub, w realnej sytuacji na świecie, powiedzmy 5-letni okres trwałości i połowę pojemności pochłaniane przez degradację baterii i 2500 mAh pojemności początkowej, jest to około 8 mAh / rok x 5 lat / (2500 x 50%)
= ~ 3% dostępna pojemność baterii.
tzn. możesz uruchomić 30 z nich przez 5 lat z 3 dobrej jakości ogniw alkalicznych AA lub mieć wiele innych obwodów i kilka z nich o 5-letniej żywotności. Lub użyj nominalnego ogniwa Li 3V i kilku innych rzeczy i uzyskaj dobre czasy życia.

Russell McMahon
źródło
wow niska przepustowość i straszne możliwości napędu. Nie zrobiłem wystarczająco dużo ekstremalnie niskiego analogu mocy, aby wiedzieć, czy 880nA to lepszy pobór mocy dla wzmacniacza operacyjnego, czy nie, ale na pierwszy rzut oka nie brzmi to fantastycznie.
akohlsmith
880 nA to nieco mniej niż oddech komara. 880 nA na jeden rok wynosi ~ = 8 mAh / rok. Obsługiwany z 3 x alkalicznych AA bez uwzględnienia okresu przydatności do spożycia, możesz używać jednego z nich przez około 300 lat. Lub, w rzeczywistej sytuacji z powiedzmy 5-letnim okresem trwałości i połową pojemności zużytej przez degradację baterii i początkową pojemnością 2500 mAh, jest to około 3% dostępnej pojemności baterii. tzn. możesz uruchomić 30 z nich przez 5 lat z 3 dobrej jakości ogniw alkalicznych AA lub mieć wiele innych obwodów i kilka z nich o 5-letniej żywotności.
Russell McMahon,
W przypadku LPV521 byłoby to 750 lat. Wielka szerokość pasma 6,2 kHz. Zobacz moją odpowiedź.
stevenvh
@ RussellMcMahon Wiem, co robiłem źle; Porównywałem prąd wejściowy dla wzmacniaczy operacyjnych, który jest prawie zerowy. Byłoby interesującym projektem, aby zrobić z nimi coś pożytecznego!
akohlsmith