Quando você precisaria de um opamp de baixa largura de banda?


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Este opamp tem uma largura de banda de ganho unitário de 27kHz , que é de longe a mais baixa que eu já vi. (I primeiro dpara o / MS taxa de rotação 7.7V como 7.7V / s, porque isso é as unidades o mais frequentemente utilizado.) μ

27kHz parece muito ruim. Existe alguma razão pela qual eles fariam opamps com essas especificações?


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Existem todos os tipos de aplicativos que não precisam de alta largura de banda. Por exemplo, amplificando uma tensão fixa para fornecer uma referência. Ou amplificando um sinal de um sensor para uma quantidade que muda lentamente, como temperatura. 27 Khz pode ser adequado para áudio. A questão não é quando você precisaria da largura de banda baixa, mas quando você pode dispensar a largura de banda em favor da otimização em outros parâmetros. (É claro que se está tudo o resto igual, por que deliberadamente ir com baixa largura de banda Um ideal op-ap tem largura de banda infinito e ganho ilimitado, se você tivesse que, por que usar qualquer outra coisa..)
Kaz

@Kaz - "27 Khz pode ser adequado para áudio". Não é hi-fi se você quiser amplificá-lo. Mesmo com o ganho da unidade, uma largura de banda tão pequena provavelmente dará TIM ruim (Distorção de intermodulação transitória), que é mais audível que a distorção harmônica.
Stevenvh 20/05/12

Respostas:


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Que 27kHz não é nada. O LPV511 possui um irmão mais novo, o LPV521 , que possui um produto de largura de banda de ganho de 6,2kHz.

Eles não estão diminuindo a largura de banda de propósito. Não há vantagem real na baixa largura de banda, embora melhore a estabilidade.
O produto com baixo ganho de largura de banda é uma consequência do design de baixa potência. O LPV521 consome apenas 350nA. Você já mencionou a taxa de variação e está intimamente relacionada à largura de banda. O LPV521 tem uma taxa de variação de 2,4V / ms. Para alterar o nível de saída de um opamp rapidamente, você precisa bombear corrente para os drivers de saída. Não é para isso que esse opamp foi projetado. Muitas aplicações são de frequência muito baixa, DC a algumas dezenas de Hz, no máximo. Uma aplicação típica mostrada na folha de dados é um monitor atual para um dispositivo operado por bateria, que provavelmente estará próximo a CC.

De qualquer forma, você terá que pagar caro por um opamp tão ruim ;-). Sério, mesmo em grandes quantidades, o LPV521 custa mais de um dólar, enquanto você pode obter opamps comuns por 6 ou 7 centavos. É por 500nW pelos quais você está pagando. Tente encontrar outros opamps que funcionem em uma célula de moeda por 5 anos ou mais.


Na escola, aprendi que o produto Gain × Bandwith é uma constante. Lendo esta resposta, pergunto-me se essa regra é limitada pela taxa de variação. Meu sentimento diz que a taxa de variação não é afetada pelo feedback e, portanto, limita (ganho de unidade) a largura de banda.
Jippie

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@jippie - GBW é constante, está correto. Em frequências altas, você terá dV / dt alto (para um seno mais alto quando cruzar zero), mas também em alto ganho, dV / dt é alto. Você não pode aumentá-lo tendo os dois. Se você diminuir o ganho aplicando feedback, sua largura de banda aumentará, você permitirá sinais com um tempo de subida maior. A taxa de giro é realmente constante.
Stevenvh 19/05/12

@stevenvh Em um opamp compensado no polo dominante, a taxa máxima de rotação é limitada pela corrente de cauda do par diferencial do estágio de entrada, ou seja, há apenas tanta corrente disponível (I = Cdv / dt) para balançar o capacitor de compensação do estágio VAS.
Bitrex

O AD8553 possui uma largura de banda ainda menor: 1 kHz.
Federico Russo

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Vou tentar uma breve resposta primeiro e depois olhar para a folha de dados e o custo :-)

É muito provavelmente uma potência muito baixa e / ou pode funcionar com baixa tensão. A baixa velocidade auxilia na redução de energia dinâmica baixa e a falta de necessidade de suportar alta potência e velocidade permite que uma menor potência seja direcionada.

Você também pode valorizar os aspectos de baixo EMI.

OK - vamos olhar para a folha de dados ...


Ufa! Entendi :-)
Os primeiros parágrafos da folha de dados contam a história. Ênfase muito forte na baixa energia para uma vida útil longa em aplicações com bateria e operação de baixa tensão para se adequar à energia da bateria.

Eles dizem:

LPV511:

  • Micropower, Amplificador Operacional de Entrada e Saída Rail-to-Rail.
    O LPV511 é um amplificador operacional de micropoder que opera em uma faixa de fornecimento de tensão de 2,7V a 12V, com especificações garantidas em 3V , 5V e 12V.

    O LPV511 exibe uma excelente relação velocidade / potência , consumindo apenas 880 nA de corrente de alimentação com uma largura de banda de 27 kHz.

    Essas especificações tornam o LPV511 a escolha ideal para sistemas alimentados por bateria que exigem longa vida útil com baixa corrente de suprimento, como instrumentação, condicionamento do sensor e monitoramento da corrente da bateria.

    O LPV511 possui uma faixa de entrada que inclui os trilhos de suprimento para aplicações de detecção de bateria no solo e no lado alto.

    A saída LPV511 oscila dentro de 100 mV de cada trilho para maximizar a faixa dinâmica do sinal em aplicações de baixo suprimento.

    Além disso, a saída é capaz de fornecer 650 µA de corrente quando alimentada por uma bateria de 12V.


ADICIONADO:

Duração da bateria:

Para perspectiva - 880 nA ou 0,88 uA é um pouco menos do que uma respiração de mosquitos.

880 nA por um ano é 880 x 8765 / 1.000.000 mA / nA ~ = 8 mAh / ano.
Operado a partir de 3 alcalinos AA com capacidade de cerca de 2500 mAh e ponto final de 1V / célula e sem considerar o prazo de validade, você pode executar um deles por cerca de 300 anos. Ou, em uma situação do mundo real, com um prazo de validade de 5 anos e meia capacidade obtida pela degradação da bateria e uma capacidade inicial de 2500 mAh, isso é cerca de 8 mAh / ano x 5 anos / (2500 x 50%)
= ~ 3% da a capacidade da bateria disponível.
ou seja, você pode executar 30 delas por 5 anos a partir de 3 células alcalinas AA de boa qualidade ou ter muitos outros circuitos e alguns deles com vida útil de 5 anos. Ou use uma célula de moeda nominal de Li de 3V e algumas outras coisas e tenha boas vidas.


wow baixa largura de banda e capacidade de unidade terrível. Não fiz analógico de baixa potência extrema o suficiente para saber se 880nA é um consumo de energia superior para um amplificador operacional ou não, mas não parece fantástico à primeira vista.
akohlsmith

880 nA é um pouco menos do que uma respiração de mosquitos. 880 nA por um ano é ~ = 8 mAh / ano. Operado a partir de 3 alcalinos AA sem considerar a validade, você pode executar um deles por cerca de 300 anos. Ou, em uma situação do mundo real, com um prazo de validade de cinco anos e meia capacidade, devido à degradação da bateria e uma capacidade inicial de 2500 mAh, isso representa cerca de 3% da capacidade disponível da bateria. ou seja, você pode executar 30 delas por 5 anos a partir de 3 células alcalinas AA de boa qualidade ou ter muitos outros circuitos e alguns deles com vida útil de 5 anos.
Russell McMahon

Isso levaria 750 anos para o LPV521. Ótima largura de banda de 6,2kHz. Veja minha resposta.
Stevenvh 20/05/12

@RussellMcMahon Eu sei o que estava fazendo de errado; Eu estava comparando a corrente de entrada para amplificadores operacionais que é quase zero. Seria um projeto interessante agora fazer algo útil com eles!
akohlsmith
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