为每一款设计实现精密放大器性能

时间:2026-09-02
  在当今科技飞速发展的时代,消费类产品和工厂系统的电气化与自动化程度不断提高,这使得市场对模拟传感功能的需求大幅增长,尤其是在温度、压力以及电压检测等方面。随着检测精度要求日益严格,硬件工程师迫切需要更精密、低偏移的精密放大器来满足广泛的成本敏感型应用需求。
  理解信号链误差
  各行业为了提升能效和热管理性能,纷纷采用更高的工作电压。例如 48V 数据中心机架和由 400V 电池驱动的电动拖拉机,它们都面临着一个共同的工程挑战,即如何将高压信号分压至 ≤5V,再交由微控制器 (MCU) 处理。这一信号调理过程会通过精密放大器和转换器组成的模拟信号链,而在这个过程中,每个环节都会引入误差。当信号被衰减到较低电压水平时,即使信号链前端引入的微小偏移,也会随着信号通过下游增益级而倍增,累积的误差可能会对系统的安全性和性能产生严重影响。
  在设计阶段,主要会出现两类误差。初始偏移误差是指沿信号路径上每个元件和增益级所产生的累积偏移,而漂移则反映了该误差在温度波动和元件老化过程中的变化情况。这两类误差从高压信号进入信号链的那一刻起,就会加剧精度问题。因此,尽早解决这两类误差,能够避免在生产测试期间进行校准所带来的额外成本和复杂性。

  将高精度的放大器置于设计前端,可以有效限制因放大导致的误差倍增,从而减少输出端的总误差预算,降低对下游校正或生产校准的需求。图 2 展示了一个在数据中心机架中使用的 48V 信号衰减电路,该电路使用电阻分压器衰减 48V 信号,然后通过精密放大器进行调理,以供模数转换器和由 5V 电源轨供电的 MCU 解读。

  图 2 数据中心机架中使用的 48V 信号衰减电路
  零漂移与 e - Trim? 架构
  (德州仪器)的精密放大器采用了两种校正架构来应对上述挑战,这两种架构分别适用于不同的成本敏感型应用需求。TI 设计这两种架构的目的,是为了在数据中心、工业系统和电动汽车所需的各种工作电压和温度条件下保持精度,同时满足信号链中重要的规格要求,即低初始偏移电压以及低偏移电压温漂,这直接意味着更低的误差和更高的系统精度。
  零漂移放大器在工作期间持续采用主动校正技术,能限度地减小偏移和漂移,适用于工业过程控制、精密称重和医疗仪器等对直流精度要求严格的应用。
  的 e - Trim 放大器则在制造过程中采用专有的微调工艺,生产出具有低偏移电压和低偏置电流的器件,且在工作期间无需运行主动校正电路。这一特性使其非常适合同时关注直流和交流信号完整性的应用,包括传感器接口、音频测量和多级信号调理等领域。
上一篇:Rockchip 平台 DRM/KMS 显示驱动入门秘籍
下一篇:体二极管已经反偏,MOS 开通电流却突然抬高

免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

相关技术资料