为传感器输入处理设计选择精密运算放大器时的注意事项

作者：时间：2012-06-13来源：网络收藏

此外，对许多工业、公用事业和通信电流的检测应用，运算 放大器需要在极端温度或长期使用条件下的漂移最小。例如，部署在电线杆顶的电流传感器由于暴露在相对恶劣的环境变化中，所以需要提供长期的稳定性能而不产生昂贵的维护要求。

许多基于分路器的电流检测应用都采用了运算 放大器，例如以最小封装尺寸提供低功耗与高精度的基于斩波的零漂移放大器——ISL28133或ISL28233。此外，如图2所示，这些斩波稳定型CMOS器件在极端温度和长期使用条件下提供卓越的低漂移特征。

图2 将失调电压在温度和时间上的漂移将到最小化，ISL28133是一款单一斩波稳定型运算放大器，而ISL28233是同一款放大器的双器件。

电流检测是早已用于许多行业领域（如消费、工业、通信和公用事业等）的最普遍应用之一，随着新型电子器件的大量增加和人们对“绿色”电源管理技术的日益重视，其重要性日益提高。上文描述的斩波稳定型精密运算放大器提供极低失调电压和失调偏移、轨到轨输入和输出以及低功耗，可满足日益增加的嵌入式电流检测的应用需求。

手持式有毒环境安全监测仪

最后一个应用例子是将大量不同传感器输入集中在一个设备中，该设计表明良好设计的运算放大器有助于处理紧凑型便携设备上的多传感器信号链。用于监测危险环境的手持式设备越来越多地采用传感器以便最小化尺寸和最大化功能。此类设备可能包含可燃气体传感器、氧传感器和催化加热带传感器。

如图3中的框图所示，使用多个超低功耗运算放大器（如ISL28194）具备针对小型手持式设备中多传感器信号链的优势。

图3 多传感器手持有毒环境安全检测仪

因为这些安全设备通常需要以全天候模式工作，所以ISL28194超低微功耗特征（最大450nA和 2nA[空闲时]）支持更长的电池寿命而不损害性能。ISL28194设计为在单电源（1.8V-5.5V）模式下工作，所以适用于由两节1.5V碱性电池供电的手持设备。此外，因为多个ISL28194信号链可作为单个ADC（ISL26132）的信号源，所以可以最小化整体系统级电路的复杂性和部件数量。

由于可燃气体传感器、氧传感器和热传感器的建立时间通常长达10秒，所以运算放大器的带宽并不很重要，但它们需要传感器具有恒定的偏置。另外，和前面所举的例子一样，传感器的输出大多为非常弱小的信号，所以运算放大器必须在大增益步长上提供峰-峰噪声平坦度和漂移特征。

扩大运算放大器的选择范围

作为应用最广泛的电子元件之一，运算放大器的使用还会继续增加。随着提供模拟传感器功能的设备越来—从本文所举的例子到大量使用运动、近程、光和其他传感器的工业及消费设备，运算放大器的使用正在以指数规律增加。

像任何良好设计的规范一样，首要标准始终必须是实现系统工作的准确性和性能目标。所以在高增益场合中，低噪声、低漂移和精密性将始终是成功的重要因素。幸运的是，现今可供系统设计人员选择的精密运算放大器更加广泛，使他们能够有效地满足最严格的性能和准确性要求，并在耗电量、尺寸、部件数量和整体成本间取得平衡。