Новости

26.11.2018, ROHM разработала операционные усилители с лучшими в своем классе шумовыми характеристиками

Новые ОУ идеально подходят для высокоточных промышленных приложений, включая ультразвуковые дальномеры и оптические датчики

ROHM объявила о начале производства новых КМОП операционных усилителей (ОУ) c наименьшим в отрасли уровнем шумов, оптимизированных для промышленных приложений, требующих высокоточных измерений, таких как акселерометры, используемые в приборах эхолокации, и оптические датчики, обрабатывающие сверхслабые сигналы.

ROHM - LMR1802G-LB

В последние годы, помимо устройств IoT, датчики все шире применяются в других приложениях, от портативных и автомобильных систем до промышленного оборудования, расширяя их функциональность и возможности управления. Используемые для обнаружения и преобразования широкого спектра физических величин в электрические сигналы, датчики должны обеспечивать высокую точность измерений, но в то же время, для снижения энергопотребления напряжение питания их периферийных схем должно быть как можно более низким.

ОУ устанавливаются после датчиков для усиления их выходных аналоговых сигналов, но очень низкий уровень этих сигналов требует принятия специальных мер для снижения шумов. Это побудило ROHM разработать малошумящие операционные усилители для автомобильного рынка, используя вертикально интегрированную систему производства, основанную на оригинальных схемных решениях и технологических процессах. ROHM представила операционный усилитель с наилучшей в отрасли устойчивостью к внешним помехам, оптимизированный для потребительских устройств и промышленного оборудования.

LMR1802G-LB создавался с использованием лидирующей на рынке аналоговой технологии, охватывающей как схемотехнические решения, так и производственные процессы, благодаря чему приведенная к входу плотность напряжения шумов была снижена вдвое по сравнению с обычными ОУ, и составила 2.9 нВ/√Гц на частоте 1 кГц и 7.8 нВ/√Гц на частоте 10 Гц, что значительно повысит точность преобразования сигналов датчиков. Кроме того, лучшие в своем классе значения запаса по фазе (68°) и допустимой емкости нагрузки (500 пФ) гарантируют отличную устойчивость, упрощая использование ОУ. Это позволяет точно усиливать напряжения порядка единиц микровольт, обеспечивая поддержку промышленных и потребительских приложений, требующих высокоточных измерений.

Ключевые особенности ОУ LMR1802G-LB

1. Простота использования при лучших в отрасли шумовых характеристиках

В новых продуктах ROHM используется непревзойденная технология, объединяющая аналоговую схемотехнику (новая конфигурация дифференциального входного каскада), топологию (успешно развивающуюся на протяжении многих лет) и производственный процесс (оптимизированный для минимизации шумов), что позволило получить исключительные шумовые характеристики. Приведенная к входу спектральная плотность шумов новых ОУ равна 2.9 нВ/√Гц на частоте 1 кГц и 7.8 нВ/√Гц на частоте 10 Гц, что примерно вдвое меньше, чем у других продуктов, предлагаемых на рынке.

Кроме того, до сих пор при решении задачи снижения шумов ОУ разработчики сталкивались с такими проблемами, как плохой запас по фазе, недостаточная емкость нагрузки и самовозбуждение, что существенно усложняло конструирование схемы. Использование новой схемы входного дифференциального каскада позволило ROHM достичь самого низкого в отрасли уровня шума, наряду с лучшим в своем классе запасом по фазе 68° и большой допустимой емкостью нагрузки 500 пФ.

По сравнению с традиционными решениями это удвоило обнаружительную способность датчиков, позволив усиливать напряжения порядка единиц микровольт и повысить точность измерений.

2. Минимизация напряжения смещения и входных токов

При входном напряжении, равном нулю, напряжение на выходе операционного усилителя должно быть также равно нулю, однако напряжение смещения часто приводит к появлению ошибки. Кроме того, при высоком выходном сопротивлении датчика на выходное напряжение будет влиять входной ток ОУ, если его значение велико. Следовательно, для обеспечения оптимальных характеристик усилителя эти два фактора ошибки должны быть сделаны как можно меньше.

Напряжение смещения ОУ LMR1802G-LB равно 450 мкВ, а входной ток – всего 0.5 пА, что, соответственно, в 4 и 2 раза меньше чем у существующих продуктов.

В настоящее время потребителям доступны как единичные образцы, так и промышленные партии новых операционных усилителей.

Области применения

  • Ультразвуковые и оптические дальномеры;
  • Системы безопасности, ИК пульты дистанционного управления, приборы ночного видения, а также другое оборудование, использующее инфракрасные датчики;
  • Высокоточные устройства, например, приводы жестких дисков;
  • Системы управления оборудованием, включая расходомеры и газоанализаторы.
  • Другие промышленные и потребительские устройства, использующие высокоточные датчики.

Технические характеристики

Модель Количество
ОУ
Напряжение
питания
[В]
Напряжение
смещения
[мкВ]
Входной
ток
[пА]
Спектральная
плотность шумов
[нВ/√Гц]
Диапазон рабочих
температур
[°С]
Корпус Размеры
[мм]
LMR1802G-LB 1 2.5…5.5 ±450 0.5 2.9 (1 кГц)
7.8 (10 Гц)
–40…125 SSOP5 2.9 × 2.8 × 1.25