Como o CMRR dos CIs do amplificador de diferença muda com o tempo?


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Ao projetar circuitos analógicos de precisão, geralmente encontro peças que parecem mais do que precisas o suficiente para meus propósitos, mas onde a folha de dados não especifica como os parâmetros-chave mudarão ao longo do tempo.

No momento, estou olhando as planilhas de dados para amplificadores de diferença (por exemplo, o INA157 ), e o CMRR parece melhor do que o que eu obteria usando divisores de resistores compatíveis acessíveis (por exemplo, o MAX5490 ). No entanto, as relações do resistor serão desviadas ao longo do tempo, o que reduzirá o CMRR.

Os divisores de resistores geralmente fornecem um valor típico para esse desvio na razão, para que eu possa estimar quanto tempo meu circuito pode durar sem recalibração. No entanto, enquanto alguns dos amplificadores de diferença que vi especificam o desvio do deslocamento da entrada ao longo do tempo, ainda não vi um que especifique a alteração no CMRR ou a relação do resistor correspondente ao longo do tempo.

Eu suponho que os parâmetros não ultrapassem os limites iniciais ao longo do tempo, e isso parece verdadeiro, por exemplo, para a tensão de offset de muitos amplificadores operacionais, mas por outro lado, lembro de ter visto 0,1% de resitores que eram apenas especificado para desviar menos de 2% (ou algo dessa magnitude) dentro de alguns milhares de horas.

Agora, estou me perguntando: existe alguma regra prática para estimar como o CMRR (ou parâmetros semelhantes sem especificação de envelhecimento) se desenvolverá? Posso assumir que permanecerá acima da especificação "mínima", mesmo após alguns anos de uso? Caso contrário, por quantas horas de uso a especificação da folha de dados permanece válida?


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Embora os valores dos resistores nos amplificadores de diferença variem ao longo do tempo, eles são construídos para que todos mudem de maneira semelhante, portanto, o CMRR não deve variar devido a alterações no resistor.
Scott Seidman

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Os resistores nas redes correspondentes também são construídos dessa maneira, e suas proporções oscilam (embora lentamente), pois os resistores não envelhecem exatamente da mesma maneira. Por exemplo, o divisor de resistor correspondente do MAX5490 especifica uma alteração na proporção de 0,03% típica durante 2000 horas a 70 ° C. Isso parece muito pequeno, mas os CMRRs altos exigem uma correspondência muito precisa. Por exemplo, um CMRR de 80dB exige que as proporções dos dois divisores resitor correspondam a 0,02%.
precisa saber é o seguinte

Você já perguntou ao fabricante? Eu certamente não sei a resposta. Mas imagino que existem pessoas no negócio que sabem, e provavelmente trabalham para nacional, linear, TI, Maxim ou o que quer. Sem ofensa a ninguém que deixei de fora.
mkeith

@mkeith Ainda não. Vou tentar enviar um e-mail para a Analog, porque eles fazem o IC em que eu me estabeleci por enquanto e informarei se / quando receber uma resposta.
Medo42

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Publiquei novamente minha pergunta na Zona de Engenheiro da Analog Devices agora: ez.analog.com/message/168215 .
Medo42

Respostas:


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Se a folha de dados não mostrar os detalhes de uma contribuição específica para o erro de algum valor, você deverá assumir que a contribuição do erro já foi levada em consideração no intervalo mínimo / máximo do valor.

No seu exemplo, a folha de dados não mostra o desvio do CMRR ao longo do tempo. Portanto, você pode assumir que esse desvio já foi considerado na especificação min CMRR. Isso não significa que o CMRR não será desviado com o tempo, a temperatura, a fase da lua ou o que você tomou no café da manhã, mas que não ficará abaixo do mínimo especificado em todas as combinações de condições válidas.

Projete seu circuito para tolerar o CMRR mínimo e tudo deve ficar bem. Na maioria das vezes, você fica melhor que isso, mas não pode confiar nisso.

Observe que isso também significa que executar a calibração para as condições iniciais encontradas na primeira energização não oferece garantia. De fato, piora o pior caso, pois isso adicionará um deslocamento ao valor do erro. Por exemplo, digamos que um parâmetro tenha garantia de 95 a 105, sendo 100 o nominal. Isso significa que o dispositivo pode, a qualquer momento, por qualquer motivo, ficar entre 95 e 105. Se estiver em 105 quando a calibração for realizada, ao subtrair o circuito externo 5, você receberá 90 quando o dispositivo passar para 95 .

Para executar a calibração com quaisquer garantias, o parâmetro que você calibra deve ser separado em precisão inicial e em componentes de desvio de longo prazo. Se o dispositivo que você está tentando usar não for especificado dessa maneira, fale com o fabricante para ver se mais detalhes podem estar disponíveis ou use uma peça diferente.


Acho que é uma interpretação surpreendentemente forte das especificações. Sempre presumi que os fabricantes o mencionariam em suas fichas técnicas se tivessem testes de longo prazo de seus componentes - e sem eles, como poderiam fazer promessas de longo prazo? Tenho certeza que você tem experiência por trás dessa alegação, mas você pode me apontar alguma declaração de livro / fabricante como fonte?
Medo42

@ Med: Você está tentando ler muito na folha de dados. Você só tem garantia do que diz que está garantido. Tentar adivinhar com o que mais você pode se safar vai causar problemas. Os fabricantes geralmente sabem muito mais sobre seus dispositivos do que nas folhas de dados. Se você acha que um dispositivo pode ter características adicionais não especificadas, fale com um engenheiro de aplicativos da empresa.
Olin Lathrop

Não sei bem como entender isso. Parece que você está observando dois pontos opostos em sua resposta e comentário - primeiro, você sugere que eu possa confiar nos valores mínimo / máximo para manter a longo prazo se a deriva a longo prazo não estiver especificada na folha de dados e você disser que não deveria confie em coisas não especificadas na folha de dados. Qual é?
Medo42

@ Med: Você só pode confiar nas coisas especificadas na folha de dados, a menos que obtenha informações adicionais do fabricante. No entanto, se a deriva não for especificada separadamente, o valor a longo prazo será especificado na folha de dados. Se não for mencionado que um valor é válido apenas por algum tempo, você pode assumir que ele se aplica ao longo da vida útil da peça, assumindo que os limites máximos absolutos foram respeitados o tempo todo.
amigos estão dizendo sobre

Ok, obrigado por esclarecer e também por sua resposta. Eu só queria perguntar acima se você pode fornecer uma fonte para confirmar sua resposta (ou seja, que o desvio a longo prazo está incluído nas especificações mínimas / máximas, a menos que mencionado separadamente), porque eu sempre assumi que as especificações mínimas / máximas apenas forneceriam precisão inicial . Portanto, estou lendo menos na folha de dados do que você e, portanto, achei seu comentário surpreendente.
Medo42
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