Da es zahlreiche Hersteller und Tausende von Produkten gibt, ist es schwierig, die spezifische Menge genau zu berechnen.Dies schließt nicht Varianten des Basismodells ein, die sich nur geringfügig in ihren elektrischen Parametern unterscheiden., Temperaturwerte oder Verpackungsform.
Diese einfachen und vielseitigen analogen Komponenten spielen eine Schlüsselrolle in Signalverarbeitungssimulationen (AFE), Filtern und Sensor-Schnittstellen.Aber die Entstehung von künstlicher Intelligenz (KI), intelligente Steuerungen und eine Vielzahl anderer Anwendungen, die mit der realen Welt interagieren müssen, verlängert die Liste der funktionalen Anforderungen weiter.
Angesichts der vollständigen Palette der auf dem Markt erhältlichen Betriebsverstärker, die von der mittleren bis zur hohen Präzision reichen, ist leicht davon auszugehen, daß neue Produkte nicht mehr erforderlich sind.Die jüngsten Produkteinführungen haben erneut gezeigt, wie naiv diese Annahme ist..
Neueste Betriebsverstärkerinnovationen für Ultra-Low-Drift
Im vergangenen Jahr haben große und kleine Anbieter Dutzende neuer Betriebsverstärker auf den Markt gebracht.mit einer Leistung von mehr als 100 W und einer Leistung von mehr als 100 W, aber die meisten sind immer noch gängige Architekturen, die nur in einigen Spezifikationen signifikant optimiert wurden.
Die folgenden drei vor kurzem veröffentlichten Betriebsverstärker weisen sehr geringe Drift-Eigenschaften auf:
Analoggeräte MAX74810ARMZ-RL: Ein stabiler Hubschrauber, geringer Stromverbrauch, Doppelkanal, Betriebsverstärker ohne Drift mit geringem Lärm,Bodeninduktions-Eingang und Schienen-zu-Schienen-Ausgang zur Aufrechterhaltung einer hohen Gesamtgenauigkeit im Laufe der Zeit, Temperatur- und Spannungsänderungen
STMicroelectronics TSZ901IYLT: ein nach AEC-Q100 zertifizierter Betriebsverstärker der TSZ-Serie des Unternehmens mit nahezu Null-Drift und ultra-niedriger Versatzspannung,Beide sind Schlüsselmerkmale für die Signalkonditionierung von Hochleistungssensoren.
TLV488PWR von Texas Instruments: Ein 36 V, 14 MHz Chopper Stabil, Null Drift, 4-Kanal, Multiplexer-freundlicher CMOS Präzisionsbetriebsverstärker
Gemeinsame Dilemmata zwischen Lieferanten und Konstrukteuren
Für diese Art von sehr beliebtem Gerät haben sowohl der Anbieter als auch der Anwender eine komplexe und widersprüchliche Haltung zum traditionellen Betriebsverstärker.Lieferanten wollen diese alten Geräte weiterhin produzieren, weil sie profitabel sind und ihre Herstellungs- und Testprozesse vorhersehbar sindDie Nutzer benötigen sie, weil sie ihre Leistung und Nuancen verstehen.langfristige Marktbindung für Lieferanten und bessere Systemleistung für Nutzer.
Obwohl Betriebsverstärker in ihrer Funktion einfache Grundmodule sind, enthalten sie eine Vielzahl wichtiger und oft sehr subtiler Leistungsparameter.Obwohl die erforderlichen Tests und die anschließende Datenanalyse stark automatisiert sind,, die Zeit und die Anstrengungen, die für die Einleitung, Durchführung und Dokumentation dieser Bemühungen erforderlich sind, sind nach wie vor erheblich.
Einer der wichtigsten und schwierig zu vollständigen Prüfparameter sind die Variationsmerkmale des Eingangsstroms (IB) mit Temperatur, wie in MAX74810ARMZ-RL (Abbildung 1) gezeigt.
Abbildung 1: IB-Kurve von MAX74810ARMZ RL mit Temperatur; Diese Kurven sind für präzise AFE-Designer von entscheidender Bedeutung.
Die Betriebsverstärker-Spezifikationen liefern typischerweise Statistiken zur Verteilung der Eingangsspannung (VIO) für Tausende von getesteten Geräten.Abbildung 2 für TSZ901IYLT) geben dem Anwender die Gewissheit, dass der Produktionsprozess des Lieferanten stabil und überschaubar ist., wodurch die Simulationszuverlässigkeit und das Konstruktionsvertrauen erheblich verbessert werden.
Abbildung 2: Das VIO-Verteilungsdiagramm des TSZ901IYLT lässt die Konstrukteure glauben, dass der Produktionsprozess streng kontrolliert wird.
The supplier must also indicate the maximum (or minimum) values for some parameters as the typical values are only for preliminary estimation and do not meet the requirements for a complete system analysis by tools such as SpiceDie Betriebsverstärkerparametertabellen, wie in Abbildung 3 für TLV488PWR, geben typische und maximale Werte für den gesamten Temperaturbereich an, um strenge technische Bewertungen zu unterstützen.Diese Parameter werden in der Regel in Tabellenform dargestellt., einschließlich typischer Werte von Parametern wie Versetzungsspannung und Eingangsstrom.
Abbildung 3: Für eine strenge Konstruktionsbewertung von Geräten wie TLV488PWR sind typische und maximale Werte erforderlich. Der Anbieter des Betriebsverstärkers stellt diese nach Bedarf in Tabellenform zur Verfügung.Bildquelle(Texas Instruments)
Welche Vorteile hat ein Lieferant, wenn er ein neues Produkt auf den Markt bringt?
Ist eine derart große FuE-Investition und die Kosten für die Lieferanten lohnenswert?Ein erfolgreicher Simulator kann oft über viele Jahre hinweg kontinuierlich stabile und profitable Einnahmen erzielenWenn der Lieferant eine genaue Kombination von Funktionen, Eigenschaften und Leistungsspezifikationen erzielen kann und dem erfolgreichen Produkt des Kunden entspricht,der Betriebsverstärker wird wahrscheinlich in den aktuellen und nächsten Generationen verwendetSchließlich wird eine Alternative zum traditionellen bevorzugten Modell erreicht.
Es ist nicht einfach, ein ausgereiftes Gerät zu ersetzen. Im Gegensatz zu Prozessoren wird ein zuverlässiger Betriebsverstärker, wenn er einmal eingeführt wurde, in der Regel für eine lange Zeit verwendet, anstatt leicht ausgetauscht zu werden.sind die Designer nicht bereit, alte, relativ schlechte Betriebsverstärker mit neuen Modellen?
Der Grund dafür ist, dass analoge Geräte anfälliger für subtile Merkmale und individuelle Unterschiede in Design-, Layout- und Produktionsprozessen sind als digitale Geräte.Erfahrene Analogschaltkreisentwickler sind nicht bereit, neue Geräte leicht auszutauschen und die Kosten für Lern- und Überprüfung zu tragen, es sei denn, es gibt ausreichende Gründe■ Die meisten Designer, die sich digital orientieren, sind nicht bereit, sich mit Simulationsdetails zu befassen.
Für Lieferanten und Designer gibt es weitere langfristige Vorteile des neuen Produkts:
Reife Fertigungs- und Prüfverfahren reduzieren die Produktions- und Versorgungsrisiken erheblich.
Verbesserungen in der Fertigungstechnologie und höhere Erträge können zu höheren Gewinnspannen für Lieferanten führen.
Die Teile sind auf den zugelassenen Lieferanten und Komponentenlisten vieler OEM-Designer aufgeführt, so dass das Unternehmen keine Bedenken hat, wenn es sie in die Materialbeschreibung (BOM) einfügt.
Ein typisches Beispiel für dieses "nicht leicht zu ersetzende" Designkonzept sind Burr Brown INA133-Instrumentverstärker, eine spezielle Betriebsverstärkertopologie.Das Gerät wurde um 1998 eingeführt und bietet immer noch eine Vielzahl von Paketen und Qualitäten an., wie z. B. INA133UA/2K5 von Texas Instruments (erworben, als Burr-Brown im Jahr 2000 erworben wurde).
Angesichts der großen Anzahl neuer und alter Betriebsverstärkerprodukte ist es natürlich eine große Herausforderung, das für bestimmte Anwendungen am besten geeignete Modell auszuwählen.Einige Designer beginnen mit einer kleinen Anzahl vertrauenswürdiger Lieferanten, während andere auf Erfahrungen aus der Industrie zurückgreifen. KI kann hierbei helfen, indem sie die Mindest-/Maximalwahren der erforderlichen Parameter, der erwarteten Parameter und anderer Parameter eingibt,die eine Liste geeigneter Betriebsverstärker nach Priorität zurückgibt.
Das ist ein guter Einstiegspunkt.Aber es gibt keinen besseren Weg, die Auswahl einzugrenzen und die Nuancen dieser Geräte wirklich zu verstehen, als sich die Dokumentation anzuschauen und persönlich mit den Anbieterkontakten zu kommunizieren..