实验室和现场仪表中的 PRAMPS
分析实验室设备可用于早期检测疾病和生命科学中的药物开发。 用于质谱、光谱分析和色谱分析的仪器需要高精度。 精密放大器是信号调节和模拟信号处理设计的关键部分。
现场仪表设备包括广泛的测量、包括液体分析、压力和温度监测。 数据记录器和过程控制等便携式现场仪器需要低功耗和低噪声、以便在不降低测量精度的情况下最大限度地提高效率。
图1. 高精度信号调节块的典型方框图
在图1中、OPA2206可针对远高于36V 工作范围的电压提供所需的保护(高达40V)。 OPA2206具有超 β 输入晶体管、与其他双极器件相比、可大幅降低输入偏置电流。 由于其超 β 输入、OPA2206具有高输入阻抗和极低的电流噪声、因此适用于各种模拟信号处理、包括缓冲高电压信号。
在下一级中、THP210用作 差分放大器来驱动高分辨率 ADC。 超低本底噪声和差分输出可提高抗噪性能、从而更大限度地减小对 ADC 的影响、并帮助将整个系统 ENOB 保持在适当的水平。 除了将 THP210用作差分驱动器、OPA2182还用作基准缓冲器。 零漂移运算放大器提供12nV/C 的极低偏移漂移、并使系统设计人员能够避免复杂的校准方案。 零漂移拓扑实际上消除了1/f 分量、从而提高了整个系统的精度。
表1. 推荐用于实验室仪表的精密运算放大器
|
规格 |
OPA2387 |
OPA197 |
THP210 |
OPA391 |
|
系统优势 |
超高精度 |
支持多路复用器 |
超低噪声 |
微功耗零漂移 |
|
电源电压范围(V) |
1.7至5.5 |
4.5至36 |
3至36 |
1.7至5.5 |
|
GBW (典型值、MHz) |
5.7. |
10. |
9.2. |
1 |
|
输入失调电压(最大值、µV μ V) |
15. |
100 |
40 |
45. |
|
µV 偏移漂移(典型值、μ V/°C) |
0.003. |
0.5. |
0.1. |
1 |
|
噪声@ 1kHz (典型值、nV/rtHz) |
8.5. |
5.5. |
3.7. |
60 |
|
每通道 Iq (最大值、mA) |
0.57. |
1 |
0.95 |
0.024. |
|
输出电流(典型值、mA) |
55 |
60 |
31. |
60 |
表2. 推荐用于实验室和现场仪表的精密仪表放大器
|
规格 |
INA821 |
INA826 |
|
系统优势 |
高输入 Z、高 CMRR |
低功耗高 CMRR |
|
电源电压范围(V) |
4.5至36 |
4.5至36 |
|
GBW (典型值、MHz) |
5. |
1 |
|
输入失调电压(最大值、µV μ V) |
35. |
150 |
|
µV 偏移漂移(典型值、μ V/°C) |
0.4. |
2. |
|
增益漂移(ppm/°C) |
5. |
1 |
|
噪声@ 1kHz (典型值、nV/rtHz) |
7. |
18 |
|
每 µA Iq (最大值、μ A) |
650 |
200 |
对于便携式现场仪表设备、精密低功耗运算放大器有助于提高系统效率、同时保持信号完整性。
表3. 推荐的极低功耗精密运算放大器
|
规格 |
LPV821 |
OPA369 |
|
系统优势 |
极低漂移、毫微功耗 |
零交叉、而不是非常低的功耗 |
|
电源电压范围(V) |
1.7至3.6 |
1.8至5. |
|
GBW (典型值、kHz) |
8. |
12. |
|
输入失调电压(最大值、µV μ V) |
10. |
0.75 |
|
µV 偏移漂移(典型值、μ V/°C) |
0.02 |
0.4. |
|
噪声@ 1kHz (典型值、nV/rtHz) |
215. |
290 |
|
每 µA Iq (最大值、μ A) |
0.650 |
0.8. |