БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ПРЕЦЕЗИОННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ TEXAS INSTRUMENTS

Большинство измерительных электронных устройств имеет в своем составе один или несколько прецизионных ОУ. Параметры операционных усилителей постоянно улучшаются, номенклатура этих приборов значительно расширяется. Для простоты ориентирования в таком разнообразии рассмотрим рисунок 1.

 

Рис. 1. Прецизионные ОУ Texas Instruments с полосой пропускания более 5 МГц

Карта параметров качества наглядно иллюстрирует современные показатели быстродействующих ОУ с высокой точностью усиления сигнала. Особенно производитель обращает внимание на усилители OPA365 (одиночный) и OPA2365 (сдвоенный), OPA727. Именно эти новые микросхемы имеют оптимальное соотношение «цена/качество» и будут пользоваться популярностью у разработчиков в ближайшее время. Представляет большой интерес сравнение искажений и отношения «сигнал/шум» усилителей OPA365 с аналогичными ОУ этого класса других производителей. Для этого рассмотрим рисунок 2.

Рис. 2. Искажения + «сигнал/шум» OPA365 в сравнении с аналогичными параметрами ОУ других производителей

Измерения проводились на частоте 10 кГц при единичном усилении OPA365 и ограничении его полосы пропускания до 30 кГц. Хорошо видно, что при выходном сигнале более 4,5 В разница в искажениях сигнала (в это понятие можно включить и шум) составляет 20 - 30 дБ. При выходном напряжении 3 В эта разница еще больше (см. красную кривую для производителя В на рис. 2). Одним словом, OPA365 имеет очень высокую стабильность искажений в зависимости от уровня входного сигнала. Это обеспечивает очень высокую линейность и широкий динамический диапазон усиливаемого сигнала. Обратите еще раз внимание на параметры OPA365, приведенные в правой части рисунка 2.

Прецизионный усилитель подразумевает точность и стабильность параметров усиления. Постоянство напряжения смещения ОУ очень важно для усиления сигнала с высокой точностью. Изменения напряжения смещения под воздействием входного синфазного напряжения для OPA365 и аналогичных усилителей этого класса других производителей показаны на рисунке 3. В большинстве случаев можно легко внести поправку для ошибки, вносимой напряжением смещения OPA365, и не беспокоиться о синфазной помехе на входе.

Рис. 3. Влияние входной синфазной помехи на OPА365 и на ОУ этого класса других производителей

На рисунке 4 приведены сравнительные диаграммы параметров для конкретных ОУ других производителей с цифрами и выводами.

Рис. 4. Сравнение параметров ОРА365 с ОУ других производителей 

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ПРЕЦЕЗИОННЫЕ 16-РАЗРЯДНЫЕ АЦП TEXAS INSTRUMENTS

В наше время цифровая индикация практически полностью заменила стрелочную, поэтому с выхода прецизионного ОУ сигнал подается на вход АЦП. Нет смысла преобразовывать в цифровой код с низкой точностью сигнал с широким динамическим диапазоном и малыми внесенными искажениями, поэтому рассмотрим прецизионные АЦП, позволяющие не потерять достоверность информации аналогового сигнала. Карта с параметрами качества SAR АЦП Texas Instruments с быстродействием от 100 до 4000 отсчетов в секунду приведена на рисунке 5.

Рис. 5. 16-разрядные SAR АЦП ADS83xx Texas Instruments

В первую очередь Texas Instruments рекомендует обратить внимание на 6-канальные АЦП ADS8365 с независимыми дифференциальными входами и параллельным выходом. Эти преобразователи предназначены для управления электродвигателями и измерений в трехфазных электрических цепях. Преобразователи ADS8365 потребляют 200 мВт в нормальном режиме работы и всего 50 мкВт в выключенном состоянии (Power Down). Рисунок 6 иллюстрирует сравнение характеристик ADS8365 с АЦП этого класса других известных производителей.

Цифры на рисунке 6 показывают оптимальность параметров ADS8365 для многих приложений. AD7656 фирмы Analog Devices при необходимом питании с двумя полярностями имеет лучшую на 5 дБ изоляцию между каналами, но проигрывает преобразователю ADS8365 компании Texas Instruments по гармоническим искажениям и отношению «сигнал/шум», поэтому выбирать конкретный электронный компонент нужно с учетом комплекса параметров. Однополярное питание ADS8365 - это большое преимущество во многих случаях по сравнению с AD7656. По цене ADS8365 занимает промежуточное положение между сравниваемыми на рисунке 6 аналогичными микросхемами, но мы уже обсуждали, что нужно комплексное сравнение - необходимо учитывать разрядность и быстродействие сравниваемых микросхем (см. таблицу в верхней части рисунка 6).

Рис. 6. Сравнение ADS8365 с АЦП других производителей 

СДВОЕННЫЕ LDO-СТАБИЛИЗАТОРЫ TEXAS INSTRUMENTS

Цифровой код с выхода АЦП поступает на вход цифрового сигнального процессора (DSP) или микроконтроллера. Texas Instruments уже несколько лет выпускает оптимизированные LDO-стабилизаторы с низким падением напряжения между входом и выходом для питания DSP, программируемой логики (FPGA), специализированных цифровых микросхем. Эти компоненты не являются новинками. Они относятся к микросхемам, которые выдержали испытание временем и доказали оптимальность и высокие показатели своих параметров, поэтому Texas Instruments также относит их к «героям нашего времени» и награждает их «звездами героя». Это отмечено на рисунке 7, где показаны серии сдвоенных LDO-стабилизаторов.

 

Рис. 7. Сдвоенные LDO-стабилизаторы TPS70xxx Texas Instruments

Серия TPS70xx имеет диапазон выходного тока от 250 мА до 2 А для первого стабилизатор и от 150 мА до 1 А для второго. Наиболее популярны микросхемы TPS701xx (500/250 мА). Подробнее их параметры и свойства показаны на рисунке 8.

Рис. 8. Основные характеристики сдвоенных LDO-стабилизаторов TPS701xx Texas Instruments

Стабилизаторы имеют высокое быстродействие, благодаря чему быстро отслеживается изменение входного напряжения, и импульсные помехи не проходят на выход. Напряжение шума на выходе составляет всего 65 мкВ (RMS). Встроенный монитор питания позволяет обойтись без внешних супервизоров. Встроенная защита от перегрева существенно повышает надежность этих микросхем. Наличие в серии регулируемых стабилизаторов с широким диапазоном выходного напряжения от 1,22 до 5,5 В позволяет сформировать напряжения питания для большинства современных процессоров, контроллеров и специализированных ИС.

На рисунке 9 представлены сравнительные таблицы и диаграммы рассматриваемых стабилизаторов и аналогичной продукции других производителей.

Рис. 9. Сравнение стабилизаторов TPS701xx с аналогичной продукцией других производителей 

Рис. 10. Основные параметры ШИМ-контроллеров UCC2813xx и UCC3813xx 

Из рисунка 9 видно, что TPS701xx вне конкуренции по падению напряжения между входом и выходом (всего 170 мВ при токе 500 мА). При этом TPS701xx имеет минимальную цену среди своих близких аналогов других производителей. Эти и другие параметры обеспечивают стабилизаторам Texas Instruments лучшее соотношение между ценой и качеством (функциональностью).

ШИМ-КОНТРОЛЛЕРЫ С МАЛЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ TEXAS INSTRUMENTS

ШИМ-контроллеры UCC2813-xx и UCC3813-xx выпускаются фирмой Texas Instruments уже несколько лет, но и сейчас актуальность этих серий не устарела. Эти микросхемы и сейчас пользуются активным спросом и поддерживаются на складе. Наиболее востребованы UCC2813-xx, имеющие индустриальный диапазон температур. Основные различия в параметрах ШИМ-контроллеров показаны на рисунке 10. Они различаются длительностью рабочего цикла, опорными напряжениями и пороговыми уровнями включения и выключения. Режим управления по току (Current mode) и объединение двух технологий (биполярной и полевой) на одном кристалле позволили получить высокие характеристики и за несколько лет обеспечили устойчивый спрос на эти микросхемы.

Сравнение с аналогами ШИМ-контроллеров UCC2813-xx показано на рисунке 11.

Рис. 11. Сравнение ШИМ-контроллеров UCC2813xx с аналогами других производителей

Среди сравниваемых ШИМ-контроллеров на рисунке 11 UCC2813-xx имеют явное преимущество по всем параметрам. Именно по этой причине эта серия и популярна уже в течение нескольких лет. Для приложений, работающих в коммерческом диапазоне температур, можно применить ШИМ-контроллеры UCC3813-xx, имеющие меньшую цену.

Для новых проектов разработчики могут заказать образцы с сайта компании КОМПЭЛ www.compel.ru. Для этого необходимо зайти в раздел «Ваши проекты/Заказ образцов» и заполнить анкету для заказа образцов. Сроки поставки образцов значительно меньше по сравнению со временем доставки продукции стандартным методом.

Подробную информацию о компонентах Texas Instruments можно найти на сайте производителя www.ti.com.