Когда вам нужен операционный усилитель с низкой пропускной способностью?

Этот операционный усилитель имеет полосу единого усиления 27 кГц , что является самым низким показателем, который я когда-либо видел. (Я сначала неправильно понял 7.7V / мс скорость нарастания выходного напряжения как 7.7V / с, потому что это блоки чаще всего используются.) $\mu$

27 кГц выглядит очень плохо. Есть ли какая-то причина, по которой они могли бы создавать операционные усилители с этими характеристиками?

operational-amplifier bandwidth

— Федерико Руссо
источник

Есть все виды приложений, которым не нужна высокая пропускная способность. Например, усиление фиксированного напряжения для обеспечения эталона. Или усиление сигнала от датчика для медленно меняющейся величины, такой как температура. 27 кГц может быть достаточно для аудио. Вопрос не в том, когда вам понадобится низкая пропускная способность, а в том, когда вы можете обойтись без пропускной способности в пользу оптимизации других параметров. (Конечно, если все остальные равны, зачем сознательно идти с низкой пропускной способностью. Идеальный op-ap имеет бесконечную полосу пропускания и неограниченное усиление; если у вас это было, зачем использовать что-нибудь еще.)

— Каз

@Kaz - «27 кГц может быть достаточно для аудио». Не Hi-Fi, если вы хотите усилить его. Даже при единичном усилении такая малая полоса пропускания, скорее всего, даст плохое время (интермодуляционное искажение переходного процесса), которое более слышно, чем гармоническое искажение.

— Stevenvh

Ответы:

Эти 27 кГц - ничто. У LPV511 есть младший брат, LPV521 , который имеет продукт с полосой усиления 6,2 кГц.

Они специально не делают его с низкой пропускной способностью. Реальной выгоды от низкой пропускной способности нет, хотя она повышает стабильность.
Продукт с низкой полосой усиления является следствием конструкции с низким энергопотреблением. LPV521 потребляет всего 350 нА. Вы уже упоминали скорость нарастания, и она тесно связана с пропускной способностью. LPV521 имеет скорость нарастания 2,4 В / мс. Чтобы быстро изменить уровень выходного сигнала операционного усилителя, необходимо подать ток на драйверы выхода. Это не то, для чего предназначен этот операционный усилитель. Многие приложения имеют очень низкую частоту, максимум до нескольких десятков Гц. Типичным приложением, показанным в техническом описании, является текущий монитор для устройства с батарейным питанием, которое, вероятно, будет близко к DC.

В любом случае, вам придется дорого заплатить за такой плохой операционный усилитель ;-). Серьезно, даже в больших количествах LPV521 стоит больше доллара, в то время как вы можете получить обычные операционные усилители за 6 или 7 центов. Вы платите за 500nW. Попробуйте найти другие операционные усилители, которые будут работать на ячейке монеты 5 или более лет.

— stevenvh
источник

В школе я узнал, что произведение Gain × Bandwith является константой. Читая этот ответ, мне интересно, ограничено ли это правило скоростью нарастания. Мое чувство говорит, что скорость нарастания не зависит от обратной связи и, следовательно, ограничивает пропускную способность.

— Джиппи

@jippie - GBW постоянно, это правильно. На высоких частотах вы будете иметь высокое значение dV / dt (для синуса, когда оно пересекает ноль), но также и при высоком усилении dV / dt будет высоким. Вы не можете увеличить его, имея оба. Если вы уменьшите усиление, применяя обратную связь, ваша полоса пропускания увеличится, вы разрешите сигналы с более высоким временем нарастания. Скорость нарастания действительно постоянна.

— Stevenvh

@stevenvh В операционном усилителе с компенсацией по доминирующему полюсу максимальная скорость нарастания ограничена хвостовым током дифференциальной пары входного каскада, т. е. имеется только очень большой доступный ток (I = Cdv / dt) для разряда конденсатора компенсации каскада VAS.

— Битрекс

AD8553 имеет еще меньшую ширину полосы частот: 1 кГц.

— Федерико Руссо

Сначала я попробую краткий ответ, а затем посмотрите на технические данные и стоимость :-)

Скорее всего, это очень низкая мощность и / или может работать от низкого напряжения. Низкая скорость способствует низкому динамическому снижению мощности, а отсутствие необходимости поддерживать высокую мощность и скорости позволяет нацеливать более низкую мощность.

Вы также можете оценить низкий уровень EMI.

ОК - давайте посмотрим на лист данных ...

Уф! Понял :-)
Первые несколько абзацев таблицы данных рассказывают историю. Очень сильный акцент на низкое энергопотребление для длительного срока службы аккумуляторов и низковольтного режима работы в соответствии с питанием от аккумулятора.

Они говорят:

LPV511:

Микропроцессор, операционный усилитель между входами и выходами.
LPV511 является микроэнергетика операционного усилителем , который работает от диапазона напряжения питания так велико , как 2. до 1 с гарантированными характеристиками при 3V , 5V и 12V.

LPV511 демонстрирует превосходное соотношение скорости и мощности , потребляя только 880 нА тока питания с шириной полосы 27 кГц.

Эти характеристики делают LPV511 идеальным выбором для систем с батарейным питанием, которым требуется длительный срок службы при низком токе питания, таких как измерительные приборы, кондиционирование датчиков и мониторинг тока батарей.

LPV511 имеет входной диапазон, который включает в себя как питающие шины для заземления, так и для датчиков высокого уровня заряда батареи.

Выход LPV511 колеблется в пределах 100 мВ от каждой шины, чтобы максимизировать динамический диапазон сигнала в приложениях с низким энергопотреблением.

Кроме того, выход способен потреблять 650 мкА тока при питании от батареи 12 В.

ДОБАВЛЕНО:

Срок службы батареи:

Для перспективы - 880 нА или 0,88 мкА - это немного меньше, чем у комара.

880 нА в течение одного года составляет 880 x 8765/1 000 000 мА / нА ~ = 8 мАч / год.
Работая от 3 щелочных батарей AA емкостью около 2500 мАч и 1 В / конечная точка ячейки и без учета срока годности, вы можете использовать одну из них в течение 300 лет. Или, в реальной ситуации с 5-летним сроком годности и половинной емкостью, взятой из-за деградации батареи, и начальной емкостью 2500 мАч, это примерно 8 мАч / год x 5 лет / (2500 x 50%)
= ~ 3% от доступная емкость батареи.
то есть вы можете использовать 30 из них в течение 5 лет из 3 щелочных элементов АА хорошего качества или иметь много других схем и некоторые из них с 5-летним сроком службы. Или используйте номинальную литиевую ячейку 3V и несколько других вещей и получите хорошие жизни.

— Рассел МакМахон
источник

Вау, низкая пропускная способность и ужасные возможности диска Я не сделал достаточно экстремального аналога с низким энергопотреблением, чтобы понять, является ли 880nA превосходным энергопотреблением для операционного усилителя или нет, но на первый взгляд это не звучит фантастически.

— akohlsmith

880 нА немного меньше, чем дыхание комара. 880 нА в течение одного года составляет ~ = 8 мАч / год. Управляемый 3 щелочными батареями AA без учета срока годности, вы можете использовать один из них около 300 лет. Или, в реальной ситуации с 5-летним сроком годности и половинной емкостью, обусловленной ухудшением качества батареи и начальной емкостью 2500 мАч, это составляет около 3% от доступной емкости батареи. то есть вы можете использовать 30 из них в течение 5 лет из 3 щелочных элементов АА хорошего качества или иметь много других схем и некоторые из них с 5-летним сроком службы.

— Рассел МакМахон

Это будет 750 лет для LPV521. Отличная полоса пропускания 6,2 кГц. Смотри мой ответ.

— Stevenvh

@RussellMcMahon Я знаю, что я делал неправильно; Я сравнивал с входным током для операционных усилителей, который почти равен нулю. Теперь было бы интересно сделать с ними что-нибудь полезное!

— akohlsmith