Amplificador operacional de baja potencia: onda sinusoidal de utilidad

Nuestra familia op-AMP ha crecido con una velocidad líder en la industria en todo el flujo de suministro. La familia LTC6258/LTC6259/LTC6260 (simple, doble, cuádruple) ofrece 1,3 MHz a una corriente de suministro extremadamente baja de 20 μA, con un voltaje de compensación máximo de 400 μV y entrada y salida de riel a riel. En combinación con un suministro de 1,8 V a 5,25 V, este amplificador operacional permite aplicaciones que requieren un rendimiento sin concesiones con baja potencia y bajo voltaje a un costo razonable.

No se espera que genere una onda sinusoidal con una distorsión de -100dBc usando un amplificador operacional de 5V de baja potencia. Aún así, un filtro de paso de banda que usa el LTC6258 se puede combinar con un oscilador de baja potencia fácil de usar para crear una onda sinusoidal de bajo costo, bajo voltaje y disipación ultrabaja.

AC es el filtro de paso de banda en la Figura 1 junto con la entrada. Por lo tanto, la entrada LTC6258 no carga la etapa anterior para desarrollar un voltaje de modo común completo específico. Un divisor de resistencia simple con RA1 y RA2 proporciona polarización para el filtro de paso de banda LTC6258. La polarización de las entradas del amplificador operacional a un voltaje constante ayuda a reducir la distorsión que puede ocurrir con la conmutación de modo común. Este filtro está centrado en 10 kHz. Los valores exactos de resistencia y capacitancia se pueden ajustar hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de si es más importante un ruido de resistencia más bajo o una corriente de suministro general más baja. Esta implementación está optimizada para una baja disipación a través de la reducción

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Este filtro está centrado en 10kHz. Los valores exactos de resistencia y capacitancia se pueden ajustar hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de si es más importante un ruido de resistencia más bajo o una corriente de suministro general más baja. Esta implementación está optimizada para una baja disipación al reducir la corriente en el circuito de retroalimentación. Los condensadores C2 y C3 eran originalmente de 4,7 nF o más grandes, con valores de resistencia más bajos. Al final, 1nF con resistencias más altas optimizadas para una menor disipación.

Además de la disipación de potencia, un aspecto secundario pero menos importante de la impedancia de retroalimentación es la carga de la etapa de salida de riel a riel del amplificador operacional. Una carga más pesada, como una impedancia entre 1K y 10K, reduce en gran medida la ganancia de bucle abierto, lo que afecta la precisión del filtro de paso de banda. El prospecto recomienda AVOLAR reducido por un factor de 5 de 100kΩ a 10kΩ. Podría ser posible un C2 y C3 más bajo, pero luego R6 se vuelve aún más grande, introduciendo más ruido en la salida.

La Q objetivo de este filtro de paso de banda es moderada, alrededor de 3. La Q moderada, en lugar de la Q alta, permite el uso de capacitores del 5%. High-Q requerirá capacitores más precisos y probablemente una mayor ganancia de bucle abierto a 10 kHz que la disponible con la carga de impedancia de retroalimentación. Por supuesto, una Q moderada da como resultado una atenuación armónica menor que una Q más alta.

Figura 2. Ganancia/fase del filtro de banda cruzada versus frecuencia

Se puede derivar un generador de onda sinusoidal de baja potencia conduciendo una onda cuadrada a través del filtro de paso de banda. En la Figura 3 se muestra un esquema completo. El oscilador de conjunto de resistencias de micropotencia LTC6906 se configura fácilmente como una onda cuadrada de 10 kHz y puede impulsar la carga relativamente benigna que se ve en las resistencias de entrada de un filtro de paso de banda. La corriente de suministro del LTC6906 es de 32,4 μA a 10 kHz.

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Figura 3. Circuito oscilador de 10 kHz con una entrada LTC6906 TimerBlox®

La figura 4 muestra la salida del LTC6906 y la salida del filtro de paso de banda. HD2 de la onda semilla es -46,1 dBc y HD3 es -32,6 dBc. La salida fue de 1.34Vpolipropileno a 1,44 Vpolipropileno con el nivel exacto cambiando ligeramente debido a la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional terminado a 10 kHz. El consumo de corriente total es inferior a 55 μA en el riel de 3 V.

Figura 4. Forma de onda de voltaje del oscilador y salida del filtro

La Figura 5 muestra las mejoras opcionales. Una referencia de baja potencia aprovecha la capacidad del LTC6906 y el LTC6258 para operar a muy baja potencia. La referencia suministra 2,5 V desde la entrada de la batería. El suministro fijo de 2,5 V estabiliza la oscilación del voltaje de salida en presencia de un voltaje de entrada variable. Además, incluso los valores más bajos del condensador de filtro con mayor resistencia reducen aún más la carga en el LTC6258, lo que reduce la disipación y mejora la precisión del filtro.

Figura 5. Oscilador y filtro con fuente de alimentación regulada

La familia LTC6258/LTC6259/LTC6260 (simple, doble, cuádruple) proporciona un ancho de banda de ganancia de 1,3 MHz con una corriente de suministro baja de 20 μA, con un voltaje de compensación máximo de 400 μV y una entrada y una salida de riel a riel. En combinación con una fuente de alimentación de 1,8 V a 5,25 V, este amplificador operacional permite aplicaciones que requieren un rendimiento excelente con baja potencia y bajo voltaje a bajo costo.

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