Как меняется CMRR разностных усилителей с течением времени?

11

При проектировании прецизионных аналоговых схем я часто сталкиваюсь с деталями, которые кажутся более чем достаточно точными для моих целей, но в тех случаях, когда в спецификации не указано, как ключевые параметры будут меняться со временем.

Прямо сейчас я просматриваю таблицы данных для разностных усилителей (например, INA157 ), и CMRR выглядит лучше, чем то, что я бы достиг, используя доступные согласованные резисторные делители (например, MAX5490 ). Однако соотношения резисторов со временем будут дрейфовать, что приведет к снижению CMRR.

Резисторные делители часто дают типичное значение для этого дрейфа в соотношении, поэтому я могу оценить, как долго моя цепь может работать без повторной калибровки. Однако, хотя некоторые из разностных усилителей, которые я видел, определяют смещение входного смещения во времени, я еще не видел ни одного, который бы указывал изменение CMRR или соотношения резисторов во времени.

Я бы предположил, что параметры не будут сильно отклоняться от начальных пределов с течением времени, и это, по-видимому, верно, например, для напряжения смещения многих операционных усилителей, но с другой стороны, я помню, что видел 0,1% резисторов, которые были только указано дрейф менее 2% (или что-то по этой величине) в течение нескольких тысяч часов.

Теперь мне интересно: есть ли какое-то практическое правило для оценки того, как будет развиваться CMRR (или аналогичные параметры без спецификации старения)? Могу ли я предположить, что он останется выше «минимальной» спецификации даже после нескольких лет использования? Если нет, то в течение какого количества часов спецификация таблицы данных остается действительной?

Medo42
источник
1
Хотя значения резисторов в разностных усилителях будут дрейфовать со временем, они сконструированы таким образом, что все они будут меняться одинаковым образом, поэтому CMRR не должен изменяться из-за изменений резисторов.
Скотт Сейдман
2
Резисторы в согласованных сетях также сконструированы таким образом, и их отношения смещаются (хотя и медленно), поскольку резисторы не стареют точно так же. Например, согласованный резисторный делитель MAX5490 определяет изменение коэффициента на 0,03%, характерное для 2000 часов при 70 ° C. Это кажется очень маленьким, но высокие значения CMRR требуют очень точного соответствия. Например, для CMRR 80 дБ требуется, чтобы соотношения двух разделителей-резидентов были согласованы в пределах 0,02%.
Medo42
Вы уже спрашивали производителя? Я конечно не знаю ответ. Но я думаю, что есть люди в бизнесе, которые знают, и они, вероятно, работают на национальную, линейную, TI, Maxim или что-то еще. Не в обиду никому, кого я не учел.
Mkeith
@mkeith Еще нет. Я попытаюсь отправить электронное письмо в Analog, потому что они создают IC, на которой я остановился, и сообщу, если / когда получу ответ.
Medo42
2
Я повторно опубликовал свой вопрос в Инженерной зоне Analog Devices сейчас: ez.analog.com/message/168215 .
Medo42

Ответы:

2

Если таблица данных не показывает подробности конкретного вклада в ошибку некоторого значения, то вы должны предположить, что вклад ошибки уже учтен в диапазоне мин / макс значения.

В вашем примере таблица данных не показывает дрейф CMRR с течением времени. Поэтому можно предположить, что этот дрейф уже учтен в спецификации минимальной CMRR. Это не означает, что CMRR не будет дрейфовать со временем, температурой, фазой луны или тем, что вы съели на завтрак, но что она не опустится ниже указанного минимума при всех комбинациях действительных условий.

Разработайте свою схему так, чтобы она выдерживала минимальное значение CMRR, и все должно быть в порядке. В большинстве случаев вам станет лучше, но вы не можете на это полагаться.

Обратите внимание, что это также означает, что выполнение калибровки до начальных условий, обнаруженных при первом включении питания, не дает никаких гарантий. Фактически, это делает худший случай хуже, так как это добавит смещение к значению ошибки. Например, скажем, параметр гарантированно будет от 95 до 105, где 100 - это номинал. Это означает, что устройство может в любой момент по любой причине дрейфовать между 95 и 105. Если при калибровке оно окажется равным 105, то если вычесть из внешней цепи 5, вы получите 90, когда устройство дойдет до 95 ,

Чтобы выполнить калибровку с какими-либо гарантиями, параметр, который вы калибруете, должен быть разделен на исходную точность и долгосрочные компоненты дрейфа. Если устройство, которое вы пытаетесь использовать, не указано таким образом, либо обратитесь к производителю, чтобы узнать, возможно ли получить более подробную информацию, либо используйте другую деталь.

Олин Латроп
источник
Я считаю, что удивительно сильная интерпретация спецификаций. Я всегда предполагал, что производители упомянули бы это в своих таблицах, если бы у них были долгосрочные испытания их компонентов - и без них, как они могли бы давать долгосрочные обещания? Я уверен, что у вас есть опыт, стоящий за этим требованием, но можете ли вы указать мне на какое-нибудь утверждение из учебника / производителя в качестве источника?
Medo42
@Med: Вы пытаетесь прочитать слишком много в таблицу. Вам гарантировано только то, что сказано, вам гарантировано. Попытка угадать, с чем еще можно сойти, доставит вам неприятности. Производители, как правило, знают о своих устройствах намного больше, чем указывают в таблицах. Если вы считаете, что устройство может иметь дополнительные характеристики, которые не указаны, поговорите с разработчиком приложений из компании.
Олин Латроп
Я не уверен, как это понять. Похоже, вы отвечаете на два противоположных пункта в своем ответе и комментарии - сначала вы предлагаете мне полагаться на значения min / max для удержания в долгосрочной перспективе, если в таблице не указан долгосрочный дрейф, а затем вы говорите, что я не должен не полагайтесь на вещи, не указанные в техническом описании. Что он?
Medo42
@Med: Вы можете полагаться только на вещи, указанные в техническом описании, если только вы не получите дополнительную информацию от производителя. Однако, если занос не указано отдельно, то в долгосрочной перспективе в диапазоне значение будет указано в техническом описании. Если не упомянуто, что значение действительно только в течение некоторого времени, то вы можете предположить, что оно применяется в течение срока службы детали, предполагая, что абсолютные максимальные пределы были соблюдены всегда.
Олин Латроп
Хорошо, спасибо за разъяснения, а также за ваш ответ. Выше я только хотел спросить, можете ли вы предоставить источник для подтверждения своего ответа (то есть, что долгосрочный дрейф включен в минимальные / максимальные характеристики, если не указано иное), потому что я всегда предполагал, что минимальные / максимальные характеристики только дали вам первоначальную точность. Итак, я читаю в таблицу меньше, чем вы, и поэтому наш комментарий оказался неожиданным.
Medo42