En raison du grand nombre de fabricants et des milliers de produits, il est difficile de calculer avec précision la quantité spécifique.Cela n'inclut pas les variantes dérivées du modèle de base dont les paramètres électriques ne diffèrent que légèrement., les valeurs de température ou le formulaire de l'emballage.
Ces composants analogiques de base, simples et polyvalents jouent un rôle clé dans les interfaces de simulation de traitement du signal (AFE), les filtres et les capteurs.mais l'émergence de l'intelligence artificielle de pointe (IA), des contrôleurs intelligents, et une myriade d'autres applications qui doivent interagir avec le monde réel allonge encore la liste des exigences fonctionnelles.
Compte tenu de la gamme complète d'amplificateurs opérationnels disponibles sur le marché, allant du milieu de gamme suffisant à la haute précision, il est facile de supposer que de nouveaux produits ne sont plus nécessaires.Les récents lancements de nouveaux produits ont encore une fois montré à quel point cette hypothèse est naïve..
Dernières innovations en matière d'amplificateurs opérationnels pour la dérive ultra-faible
Au cours de l'année écoulée, les principaux fournisseurs et les fournisseurs intermédiaires ont lancé des dizaines de nouveaux amplificateurs opérationnels.d'une puissance de sortie supérieure ou égale à 300 W, mais la plupart sont encore des architectures courantes, seulement considérablement optimisées dans certaines spécifications.
Les trois amplificateurs opérationnels récemment publiés suivants présentent des caractéristiques de dérive ultra-faible:
Dispositifs analogiques MAX74810ARMZ-RL: Un amplificateur opérationnel à double canal, à faible consommation d'énergie et à faible bruit, stable pour hélicoptère,l'entrée d'induction au sol et la sortie de rail à rail pour maintenir une grande précision globale au fil du temps;, les variations de température et de tension
STMicroelectronics TSZ901IYLT: amplificateur opérationnel certifié AEC-Q100, appartenant à la série TSZ de la société, avec dérive proche de zéro et tension de décalage ultra-faible,qui sont tous deux des attributs clés pour le conditionnement du signal des capteurs hautes performances
TLV488PWR de Texas Instruments: un amplificateur opérationnel de précision CMOS de 36 V, 14 MHz, stable, à dérive zéro, à 4 canaux et compatible avec le multiplexeur
Dilemmes communs entre les fournisseurs et les concepteurs
Pour ce type d'appareil très populaire, le fournisseur et l'utilisateur ont une attitude complexe et contradictoire à l'égard de l'amplificateur opérationnel traditionnel.Les fournisseurs veulent continuer à produire ces appareils hérités parce qu'ils sont rentables et que leurs processus de fabrication et de test sont prévisiblesLes utilisateurs en ont besoin parce qu'ils en comprennent les performances et les nuances.l'obligation à long terme pour les fournisseurs et une meilleure performance du système pour les utilisateurs.
Bien que les amplificateurs opérationnels soient des modules de base simples en fonction, ils contiennent un grand nombre de paramètres de performance importants et souvent très subtils.Bien que les tests requis et l'analyse des données ultérieures soient hautement automatisés,, le temps et l'effort nécessaires pour initier, compléter et documenter ces efforts sont encore importants.- g.
L'un des paramètres clés et difficiles à tester complètement est les caractéristiques de variation du courant de déviation d'entrée (IB) avec la température, comme indiqué dans MAX74810ARMZ-RL (Fig. 1).
Figure 1: courbe IB de MAX74810ARMZ RL avec température; Ces courbes sont essentielles pour des concepteurs précis de l'AFE.
Les spécifications des amplificateurs opérationnels fournissent généralement des statistiques de distribution de la tension de biais d'entrée (VIO) pour des milliers d'appareils en cours de test.La figure 2 pour TSZ901IYLT) donne à l'utilisateur l'assurance que le processus de production du fournisseur est stable et gérable., améliorant ainsi de manière significative la fiabilité de la simulation et la confiance en la conception.
Figure 2: Le schéma de répartition du VIO du TSZ901IYLT fait croire aux concepteurs que le processus de production est strictement contrôlé.
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 SpiceLes tableaux de paramètres des amplificateurs opérationnels, tels que la figure 3 pour le TLV488PWR, donnent des valeurs typiques et maximales sur toute la plage de température pour soutenir des évaluations techniques rigoureuses.Ces paramètres sont généralement présentés sous forme de tableaux, y compris les valeurs typiques des paramètres tels que la tension de décalage et le courant de déviation d'entrée.
Figure 3: Des valeurs typiques et maximales sont requises pour une évaluation rigoureuse de la conception d'appareils tels que le TLV488PWR; le fournisseur d'amplificateurs opérationnels fournira des données sous forme de tableaux selon les besoins.Source de l'imageJe ne sais pas.
Quels sont les avantages d'un fournisseur qui lance un nouveau produit?
Ces investissements et coûts énormes en R & D en valent-ils la peine pour les fournisseurs?Un simulateur performant est souvent en mesure de générer des revenus stables et rentables pendant de nombreuses années.Si le fournisseur peut obtenir une combinaison précise de fonctions, caractéristiques et spécifications de performance, et correspondre au produit réussi du client,l'amplificateur opérationnel est susceptible d'être utilisé dans les conceptions actuelles et de la prochaine générationUne alternative au modèle traditionnel préférentiel est finalement réalisée.
Il n'est pas facile de remplacer un appareil mature. Contrairement aux processeurs, un amplificateur opérationnel fiable, une fois adopté, est généralement utilisé pendant une longue période plutôt que d'être facilement remplacé.Les concepteurs ne sont pas disposés à remplacer les anciens, des amplificateurs de fonctionnement relativement médiocres avec de nouveaux modèles?
La raison en est que les appareils analogiques sont plus sensibles aux caractéristiques subtiles et aux différences individuelles dans la conception, la mise en page et les processus de production que les appareils numériques.Les concepteurs de circuits analogiques expérimentés ne sont pas disposés à remplacer facilement les nouveaux appareils et à supporter les coûts d'apprentissage et de vérification à moins qu'il n'y ait des raisons suffisantesLes concepteurs qui ont tendance à être numériques sont réticents à approfondir les détails de la simulation.
Pour les fournisseurs et les concepteurs, le nouveau produit présente d'autres avantages à long terme:
Les processus de fabrication et d'essai matures réduisent considérablement les risques de production et d'approvisionnement.
L'amélioration de la technologie de fabrication et un rendement plus élevé peuvent entraîner des marges plus élevées pour les fournisseurs.
Les pièces ont été répertoriées sur les listes de fournisseurs et de composants approuvés par de nombreux concepteurs OEM, de sorte que l'entreprise n'a aucun souci à les ajouter à la fiche de matériel (BOM).
Un exemple typique de ce concept de conception "pas facile à remplacer" est les amplificateurs d'instruments Burr Brown INA133, une topologie d'amplificateur opérationnel spéciale.L'appareil a été introduit vers 1998 et offre encore une variété de paquets et de qualités, tels que l'INA133UA/2K5 de Texas Instruments (acquis lors de l'acquisition de Burr-Brown en 2000).
Évidemment, face à un grand nombre de nouveaux et anciens produits d'amplificateurs opérationnels, la sélection du modèle le plus approprié pour des applications spécifiques est devenue un défi majeur.Certains concepteurs commencent avec un petit nombre de fournisseurs de confiance., tandis que d'autres s'appuient sur l'expérience de l'industrie. L'IA peut être en mesure d'aider en entrant les valeurs minimales/maximales des paramètres requis, des paramètres attendus et d'autres paramètres,qui renvoie une liste d'amplificateurs opérationnels appropriés triés par priorité.
C'est un bon point d'entrée.mais il n'y a pas de meilleur moyen de réduire la sélection et de vraiment comprendre les nuances de ces appareils que de chercher la documentation et de communiquer un à un avec les contacts des fournisseurs.