LT6011在霍爾傳感器和DAC放大器中的應(yīng)用

引言

具有寬供電電壓范圍的傳統(tǒng)單片微功率運(yùn)算放大器需要一個(gè)大芯片面積，因而導(dǎo)致封裝和占位面積都很大。非傳統(tǒng)的雙路運(yùn)算放大器lt6011在一種纖巧的新型封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)了25μv輸入的精準(zhǔn)微功率操作以及2.7～36v的電源電壓范圍，這種3mm×3mm的dfn封裝非常之小，甚至沒(méi)有引線。lt6011還提供了軌至軌輸出擺幅，并采用具有超級(jí)電流增益放大系數(shù)的輸入晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)安培級(jí)的輸入電流。

霍爾傳感器放大器

圖1示出了lt6011被用作一個(gè)低功率霍爾傳感器放大器時(shí)的情形?；魻杺鞲衅鞯拇澎`敏度與加在其兩端的dc激勵(lì)電壓成比例。當(dāng)偏置電壓為1v時(shí)，該霍爾傳感器的靈敏度被規(guī)定為4mv/mtesla磁場(chǎng)。然而，在該dc偏置電平條件下，400ω電橋的消耗電流為2.5ma。雖然降低激勵(lì)電壓將會(huì)減少功耗，但這樣做也有可能造成靈敏度下降。在這一場(chǎng)合，精準(zhǔn)的微功率放大所具有的優(yōu)勢(shì)變得尤為突出。

lt1790-1.25微功率基準(zhǔn)提供了一個(gè)穩(wěn)定的1.25v基準(zhǔn)電壓。7.87k:100k阻性分壓器使之在7.87k電阻器的兩端衰減至90mv左右，并且，lt1782起一個(gè)緩沖器的作用。當(dāng)該90mv電壓被作為激勵(lì)電壓施加在霍爾電橋的兩端時(shí)，電流僅為230μa，這尚不及原始數(shù)值的1/10。不過(guò)，正如前文所提到的那樣，此時(shí)靈敏度也將出現(xiàn)同樣幅度的下降，即低至0.4mv/mt。

恢復(fù)高靈敏度的方法是借助一個(gè)精準(zhǔn)的微功率放大器來(lái)獲得增益。于是，將lt6011配置為一個(gè)增益為101的儀表放大器。對(duì)于如此高的增益來(lái)說(shuō)，可允許采用lt6011，而且這樣做也是有利的，因?yàn)樗哂谐霰姷妮斎刖群偷推铺匦?。該電路的輸出靈敏度被提升至40mv/mt，而消耗的總電源電流僅為600μa。如欲通過(guò)增加電橋激勵(lì)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)該靈敏度將有可能需要從電源獲取一個(gè)25ma的電流，這是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

dac放大器

圖2示出了配合使用ltc1592 16位dac的lt6011被用作一個(gè)基準(zhǔn)放大器和i至v轉(zhuǎn)換器時(shí)的情形。雖然諸如lt1881和lt1469等速度較快的放大器也適合該dac一道使用，但當(dāng)功耗的重要性超過(guò)速度的重要性時(shí)，采用lt6011則更加理想。該應(yīng)用的總電源電流可在1.6ma至4ma之間變化，而且?guī)缀跬耆芸赜赿ac的電阻器和基準(zhǔn)。

dac本身僅由一個(gè)單dac 5v電源來(lái)供電。lt6011運(yùn)算放大器b采用dac的內(nèi)部精準(zhǔn)電阻器r1和r2來(lái)使5v基準(zhǔn)反相，這樣便為dac提供了一個(gè)負(fù)基準(zhǔn)。從而實(shí)現(xiàn)了雙極輸出極性。運(yùn)算放大器a負(fù)責(zé)提供i至v轉(zhuǎn)換，并且對(duì)最終輸出電壓進(jìn)行緩沖。i至v轉(zhuǎn)換器功能電路所要求的精度是至關(guān)重要的，因?yàn)閐ac輸出電阻器網(wǎng)絡(luò)與編碼的高相關(guān)性是十分明顯，所以，運(yùn)算放大器所承受的噪聲增益也與編碼相關(guān)。在該功能電路中采用不精準(zhǔn)的運(yùn)算放大器有可能使其輸入誤差的放大與編碼的關(guān)系出現(xiàn)一些混亂。

該電路的運(yùn)行速度示于圖3。可在250μs的時(shí)間里達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。由于lt6011的輸出擺幅在正負(fù)電源軌的40mv以內(nèi)，因此，放大器的電源電壓范圍只需比期望的±10v輸出稍寬即可。