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支持藍(lán)牙連接的低能耗可穿戴醫(yī)療健康參考設(shè)計(jì)精選

作者: 時(shí)間:2017-10-20 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  您不僅需要設(shè)計(jì)一款低電源電壓的基本運(yùn)算放大器電路,而且還需要使用高電壓、低成本運(yùn)算放大器來(lái)節(jié)省成本。這行嗎?我會(huì)教您如何辨別。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201710/366852.htm

  我首先以 LM324 器件為實(shí)例,因?yàn)樵撈骷r(jià)格不貴(很普遍),而且工作電壓低至 3V。LM2902 支持 -40C 的工作溫度,我將使用該器件作為一種個(gè)人設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),因?yàn)榈蜏叵碌亩O管壓降最大。因此,溫度是為輸入輸出電壓范圍引起最多問(wèn)題的因素。

  第 1 步:針對(duì) VCC 檢查有效輸入輸出電壓范圍。

  LM2902 沒(méi)有 3V 參數(shù),因此我使用圖 1 中的 5V 參數(shù)。

  

  圖 1:TI LM2902 的 5V 參數(shù)

  輸入共模覆蓋 5V 及更高電壓,但對(duì)于 3V 而言,我只能靠自己了。電子技術(shù)規(guī)則在 3V 下仍然適用,因此我可使用“滿量程”VICR 公式 0 至 Vcc-2V 得到 0V 至 1V 的輸入范圍。

  25C 下的 VOH 相當(dāng)簡(jiǎn)單,VCC-1.5V 為 1.5V,但整個(gè)溫度范圍規(guī)范是 23V,這對(duì)于 LM2902 來(lái)說(shuō)是 VCC-3V。在 VCC=3V 時(shí)其可降低至 0V……,顯然無(wú)法使用!我通過(guò)查看產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)原理圖,看到了兩個(gè) VBE 壓降。假設(shè)溫度系數(shù)為 -2mV/C,-40C VOH 則降低 260mV (2*(-40C-25C)*-2mV/C)。為獲得少量設(shè)計(jì)裕度,我將其定為 300mV。我的最新 VOH 現(xiàn)在是 1.2V (VCC-1.5V-0.3V)。

  VOL 對(duì)于所有溫度而言一般是 0V,但有個(gè)問(wèn)題,這只適合端接至接地的負(fù)載。對(duì)于需要輸出吸收電流的負(fù)載而言,那就不同了。為此,我將參考 LM2904-N 產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中的吸收電流圖(圖 2)。它同樣適用于 LM2904。

  

  圖 2:LM2904 的電流吸收

  適中電流的 VOL 低于 0.8V,但這依然是 25C 的數(shù)據(jù)及典型圖表?;仡櫼幌庐a(chǎn)品說(shuō)明書(shū)原理圖,該性能說(shuō)得通。這次對(duì)于更高電流驅(qū)動(dòng)器而言,我只看到了 1VBE。假設(shè)溫度系數(shù)是 -2mV/C,-40C VOL 增加 130mV ((-40C-25C)*-2mV/C)。為得到一定設(shè)計(jì)裕度,我將其定為 200mV。我的最新 VOL 是 1.0V (0.8V+0.2V)。

  第 2 步:查看電壓范圍結(jié)果,看能否通過(guò)它們實(shí)現(xiàn)任意設(shè)計(jì)

  輸入范圍是 0V 至 1V — 這很有難度,但我能做到。

  輸出范圍是 1.0V 至 1.2V — 這非常難,我做不到。

  第 3 步:要有創(chuàng)造性。

  好消息是,如果輸出吸收的電流沒(méi)必要大于幾微安,那么輸出范圍就可以是 0V 至 1.2V。此外,輸出電壓范圍還可通過(guò)在輸出引腳上使用上拉或下拉電阻器增加。

  下拉電阻器對(duì) VOL 的實(shí)效只需通過(guò)計(jì)算所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載便可確定,但一定要將反饋網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載包含在內(nèi)。LM2904 不會(huì)對(duì) VOL 的電阻器產(chǎn)生反作用。

  上拉電阻器對(duì) VOH 的實(shí)效可通過(guò)計(jì)算所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載確定。但是,LM2904 中的低電流吸收(一般是 30uA) 要計(jì)入上拉電阻器所應(yīng)提供的電流中。

  因此,LM2902 和其它高電壓低成本運(yùn)算放大器可在指定最小電源電壓下使用。但負(fù)載電流、負(fù)載電流極性、輸入電壓和輸出電壓都必須經(jīng)過(guò)精心計(jì)算,才能避免設(shè)計(jì)誤差。

  更寬泛的溫度選項(xiàng)

  TI 一系列標(biāo)準(zhǔn)邏輯、電源和放大器產(chǎn)品的強(qiáng)大功能可為工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更高的靈活性。我們提供 500 多種適合更大溫度范圍(–40C 至 125C)的器件。

  作者:Ron Michallick 德州儀器

  原文請(qǐng)參見(jiàn):http://www.deyisupport.com/blog/b/signalchain/archive/2014/05/13/51699.aspx

  德州儀器在線技術(shù)支持社區(qū)為中國(guó)電子工程師解答技術(shù)難題,提供技術(shù)支持。德儀社區(qū)涉及模擬電子技術(shù)、單片機(jī)、MCU、嵌入式系統(tǒng)、DSP、數(shù)字信號(hào)處理,是采用TI芯片設(shè)計(jì)的電子工程師首選的技術(shù)交流平臺(tái)。更多論壇精華,請(qǐng)瀏覽:http://www.deyisupport.com/



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