什么时候需要低带宽运算放大器?


9

该运算放大器具有27kHz的单位增益带宽,这是我所见过的最低带宽。(I第一误读了7.7V / ms的转换速率为7.7V / S,因为这是最单元经常使用)。 μ

27kHz看起来非常糟糕。他们为什么要依据这些规格进行运算呢?


2
有各种各样不需要高带宽的应用程序。例如,放大固定电压以提供参考。或放大来自传感器的信号,以使温度等缓慢变化的量。27 Khz可能足以容纳音频。问题不在于何时需要低带宽,而是何时可以省去带宽,而需要优化其他参数。(当然,如果其他所有条件都相等,为什么要故意使用低带宽。理想的运算放大器具有无限的带宽和无限的增益;如果您有,那么为什么还要使用其他任何带宽。)
Kaz 2012年

@Kaz-“ 27 Khz可能足以容纳音频”。如果要放大,则不要使用hifi。即使在单位增益下,如此小的带宽也很可能会产生较差的TIM(瞬态互调失真),它比谐波失真更容易听见。
stevenvh 2012年

Answers:


12

那27kHz没什么。LPV511有一个小兄弟LPV521,其增益带宽积为6.2kHz。

他们不是故意将其设为低带宽。尽管低带宽提高了稳定性,但并没有真正的优势。
低增益带宽乘积是低功耗设计的结果。LPV521仅消耗350nA。您已经提到压摆率,它与带宽密切相关。LPV521的压摆率为2.4V / ms。要快速更改运算放大器的输出电平,必须将电流泵送到输出驱动器。这不是该运算放大器的设计目的。许多应用都是非常低的频率,直流最大为几十赫兹。数据表中显示的典型应用是电池供电设备的电流监控器,该设备可能接近DC。

无论如何,您必须为如此糟糕的运算放大器(-)付出高昂的代价。严重的是,即使批量购买,LPV521的价格也超过了1美元,而普通的运算放大器的价格为6或7美分。这就是您要支付的500nW。尝试找到其他可在纽扣电池上使用5年或更长时间的运算放大器。


在学校,我了解到Gain×Bandwith乘积是一个常数。阅读此答案,我想知道此规则是否受压摆率限制。我的感觉是,压摆率不受反馈影响,因此会限制(统一增益)带宽。
吉比2012年

1
@jippie-GBW是常量,这是正确的。在高频率下,您将具有较高的dV / dt(对于过零时为正弦最高),但在高增益下,dV / dt也较高。您不能同时拥有它。如果通过应用反馈来降低增益,则带宽将增加,您将允许上升时间更长的信号。摆率确实是恒定的。
stevenvh 2012年

在主极补偿运算放大器中,最大压摆率受输入级差分对尾电流的限制,即只有这么多的电流可用(I = Cdv / dt)来摆动VAS级补偿电容器。
Bitrex 2012年

AD8553有一个更小的带宽:1千赫。
Federico Russo

7

我将首先尝试一个简短的答案,然后再看数据表和成本核算:-)

它很可能是非常低的功率和/或可以在低电压下运行。低速有助于降低动态功耗,并且无需支持大功率,而高速则可以将低功率作为目标。

您可能还会重视低EMI方面。

OK-让我们看一下数据表...


!说对了:-)
数据表的前几段讲述了这个故事。非常强调低功耗以延长电池应用的使用寿命,并强调低压操作以适合电池电源。

他们说:

LPV511:

  • 微功耗,轨到轨输入和输出运算放大器。
    LPV511是一款微功率运算放大器,其工作电压范围为2.7V至12V,并保证了3V,5V和12V的规格。

    LPV511具有出色的速度/功率比,仅消耗880 nA的电源电流,带宽为27 kHz。

    这些规范使LPV511成为电池供电系统的理想选择,该系统需要通过低电源电流来延长使用寿命,例如仪表,传感器调节和电池电流监控。

    LPV511的输入范围包括用于地面和高端电池检测应用的电源轨。

    LPV511输出的摆幅在任一供电轨的100mV以内,以在低电源应用中最大化信号的动态范围。

    此外,当由12V电池供电时,输出能够提供650 µA的电流。


添加:

电池寿命:

从角度来看-880 nA或0.88 uA略小于gna呼吸。

一年880 nA为880 x 8765 / 1,000,000 mA / nA〜= 8 mAh /年。
在3种AA碱性电池(约2500 mAh容量和1V /电池端点)下运行,并且没有保存期限的考虑,您可以使用其中一种电池运行约300年。或者,在一个实际的情况下,比如说5年的保质期和一半的电池退化容量以及2500 mAh的初始容量,这大约是8 mAh /年x 5年/(2500 x 50%)
=〜3%可用电池容量。
也就是说,您可以使用3个优质的AA碱性电池在30年内运行其中的30个电池,也可以使用其他电路,其中一些电路可以使用5年。或者使用标称值为3V的Li纽扣电池和其他一些东西,可以延长使用寿命。


哇低带宽可怕的驱动能力。我还没有做过足够的超低功耗模拟,无法知道880nA对于运算放大器是否具有优越的功耗,但乍一看听起来并不妙。
akohlsmith

880 nA有点不舒服。一年880 nA为〜= 8 mAh /年。从3个AA碱性电池操作,无需考虑保质期,您可以使用其中一种电池运行约300年。或者,在一个实际的情况下,比如说5年的保质期和一半的电池退化消耗的容量以及2500 mAh的初始容量,这大约是可用电池容量的3%。也就是说,您可以使用3个优质的AA碱性电池在30年内运行其中的30个电池,也可以使用其他电路,其中一些电路可以使用5年。
罗素·麦克马洪

对于LPV521,那将是750年。出色的6.2kHz带宽。看我的答案。
stevenvh 2012年

@RussellMcMahon我知道我做错了;我正在将运算放大器的输入电流与几乎为零的电流进行比较。现在对他们有用的事情将是一个有趣的项目!
akohlsmith
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.