LMV821单/LMV822双/LMV824四芯 低电压、低功率、R-to-R输出、5兆赫运算放大器

元器件信息   2022-11-21 09:42   371   0  

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一般说明

LMV821/LMV822/LMV824带来了性能和低电压/低功率系统的经济性。5兆赫单位增益频率和保证的1.4 V/微秒转换速率,静态电流仅为220微安/放大器(2.7伏)。他们提供轨对轨(R-to-R)输出摆幅到重载(600Ω保证)。输入共模电压范围包括接地,最大输入偏移电压为3.5mV(保证)。他们也能舒适地驱动大容量负载(请参阅应用说明章节)。LMV821(单)可在超微型SC70-5中使用包,大约是前一个标题的一半大小支架,SOT33-5。总体而言,LMV821/LMV822/LMV824(单/双/四)是低电压,低功率,性能运算放大器,可以以经济的价格被设计成广泛的应用。

特征

(对于典型的5 V电源值;除非另有说明)

超微型,SC70-5封装2.0 x 2.0 x 1.0 mm

保证2.5 V、2.7 V和5 V性能

最大VOS 3.5 mV(保证)

VOS温度。漂移1 uV/℃

千兆瓦产品@2.7伏5兆赫

电源@2.7 V 220微安/放大器

最小SR 1.4 V/us(保证)

共模抑制比90分贝

PSRR 85分贝

轨对轨(R-to-R)输出摆幅-在600Ω负载下,距钢轨160 mV-在10 kΩ负载下,距轨道55 mV

VCM@5伏-0.3伏至4.3伏

在高容性负载下稳定(参考应用章节)

应用

无绳电话

移动电话

台笔记本电脑

个PDA

PCMCIA公司

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绝对最大额定值(注1)

ESD公差(注2)

机器型号100V

人体模型

LMV822/824 2000伏

LMV821 1500伏

差分输入电压±电源电压

电源电压(V+–伏-)5.5伏

输出对V+短路(注3)

输出对V-短路(注3)

焊接信息

红外线或对流(20秒)235摄氏度

储存温度范围-65°C至150°C

结温(注4)150℉

工作额定值(注1)

电源电压2.5V至5.5V

温度范围

LMV821、LMV822、LMV824−40度数C≤T J≤85度数C

热阻(θJA)

超微型SC70-5封装

5针表面安装

440摄氏度/瓦

微型SOT33-5封装5针

表面贴装

265摄氏度/瓦

SO封装,8针表面

安装190°C/W

MSOP组件,8针迷你型

表面安装235°C/W

SO封装,14针表面

安装145°C/W

TSSOP包装,14针155℉C/W

2.7V直流电特性

除非另有规定,否则保证TJ=25℃。V+=2.7V,V-=0V,VCM=1.0V,VO=1.35V和R L>1 MΩ的所有限值。黑体限制适用于极端温度。

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5V交流电气特性

除非另有规定,否则保证TJ=25°C、V+=5V、V-=0V、VCM=2V、VO=2.5V和R L>1 MΩ的所有限值。黑体限制适用于极端温度。

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注1:绝对最大额定值表示设备可能损坏的极限。工作额定值表示设备处于的状态时,设备趋于正常工作,但无法保证特定性能。有关保证规格和试验条件,请参阅电气特性。

注2:人体模型,1.5 kΩ,100 pF系列。机器型号,200Ω与100 pF串联。

注3:适用于单电源和分电源操作。在环境温度升高的情况下连续短路操作可能导致超过最大允许结温150℃。长期输出电流超过45毫安可能对可靠性产生不利影响。

注4:最大功耗是TJ(max)、θJA和TA的函数。任何环境温度下的最大允许功耗为PD=(TJ-(最大值)–T A)/θJA。所有数字适用于直接焊接到PC板上的封装。

注5:典型值代表最可能的参数范数。

注6:所有限值均由测试或统计分析保证。

注7:V+=5V。以3V步进输入电压跟随器连接。指定的数字是正和负转换速率中较慢的一个。

注8:参考输入,V+=5V和RL=100KΩ连接到2.5V。每个安培以1kHz的频率依次激励,产生V O=3VPP

5V交流电气特性

典型性能特性,除非另有规定,VS=+5V,单电源,TA=25℉。

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申请说明

本申请说明分为两部分:设计注意事项和应用电路。1.0设计考虑本节包括以下设计注意事项:

1.频率和相位响应考虑

2.单位增益脉冲响应考虑

3.输入偏置电流注意事项

1.1频率和相位响应考虑开环频率响应之间的关系开环相位响应决定了闭环稳定性(负反馈)。开环相位响应使反馈信号向变得积极的反馈,从而变得不稳定。这个此外,输出相位角来自输入相位角,负反馈越稳定。相位裕度(φm)规定了输出与输入相位的关系在单位增益交叉点。零相位裕度意味着输入和输出完全在相位相互作用,并在单位增益频率下保持振荡。交流表显示了空载条件下的φm。但φm随负荷变化。曲线部分的增益和相位裕度与频率的关系图可用于确定不同荷载条件下的φm。要做到这一点,检查图的相位角部分,找到相位单位增益频率的裕度点,并确定这一点距离相位裕度的零度很远。更大的相位裕度越大,电路运行越稳定。带宽也受负载的影响。图形1和图2提供了一个快速查看各种负载af如何影响φm和LMV821/822/824系列的带宽的方法。这些图表显示电容性负载同时减小了φm和带宽,而电阻负载会降低带宽,但会增加φm。请注意,如何在并联220皮卡法拉电容,增加φm约20度,但价格约为100千赫频带宽度。总之,LMV821/822/824系列提供了良好的稳定性用于加载条件。

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1.2单位增益脉冲响应考虑上拉电阻非常适合增加单位增益,脉冲响应稳定性。例如,当驱动220 pF负载时,600Ω上拉电阻可将过冲电压降低约50%。图3显示了如何实现提高脉冲响应稳定性的上拉电阻器

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通过减小电容值可以驱动更高的电容上拉电阻,但其值不应降低到零件的下沉能力。另一种方法使用图4所示的隔离电阻。图5显示了LMV824产生的脉冲响应,通过20Ω隔离驱动10000 pf负载时电阻器。

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1.3输入偏置电流考虑

输入偏压电流(IB)会产生一些显著的偏移电压。这种偏移主要是由于IB流动通过负反馈电阻RF。例如,如果IB为90nA(最大房间),RF为100 kΩ,然后偏移9 mV将被开发(VOS=IBx-RF),使用补偿电阻(RC),如图6所示,消除这种影响。但是输入偏置电流(IOS)仍会以同样的方式产生偏置电压-通常在室温下为0.05 mV

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2.0应用电路

本节介绍以下应用电路:

1.电话线收发器

2.“简单”混频器(调幅器)

3.双放大器有源滤波器(DAAFs)

a.低通滤波器(LPF)

b.高通滤波器(HPF)

三电平电压检测器

2.1电话线收发器

图7中的电话线收发器通过微型转换器PCMCIA提供全双工连接。接收部的差分结构(UR),取消从发射机部分(UT)的接收。注意,差分配置的输入信号是传输电压(Vt)和Vt/2。这是因为选择Rmatch来匹配耦合电话线阻抗;因此将Vt除以2(假设R1>>Rmatch)。UR的差分结构有其电阻选择根据以下步骤取消Vt和Vt/2输入方程式:

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他有损,微型变压器。参见申请说明AN-397详细说明。

2.2“简单”混频器(调幅器)

图8的混合器很简单,并且提供了一个独特的形式调幅的。Vi是调制频率(FM),当Q1的栅极处出现+3V方波时,会产生载波频率(FC)。Q1在垂直和非反向单位增益配置之间切换(切换)U1。在Vi处地面上偏移正弦波会产生图9的示波范围照片。简单的混频器可以应用于利用测量物体速度的多普勒效应。这个差频是其输出频率分量之一。这个差频幅度(/FM-FC/)是根据多普勒效应确定物体速度的关键因素。如果一个信号被传送到一个移动的物体上反射频率将是不同的频率。发射和接收频率的差异与物体的速度成正比

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2.4双放大器有源滤波器(DAAFs)

LMV822/24为DAAFs带来了经济性和性能。图10和图11的低通和高通滤波器(分别)提供了一个关键特性:出色的灵敏度性能。良好的灵敏度是指分量值在滤波器参数(如截止频率(Fc))中引起相对较小的偏差。像Sallen键这样的单放大器有源滤波器性能相对较差灵敏度性能有时会导致高产量运行;它们的参数更有可能比DAAF偏离规范。这个图10和图11中的DAAFs非常适合于批量生产

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表1提供了10 MΩ负载的灵敏度测量值条件。左栏显示被动组件对于3 kHz低通DAAF。第三列显示用于300赫兹高通DAAF的组件。其相应的灵敏度测量值显示在每个传感器的右侧组件列。它们的值由百分比组成截止频率(Fc)除以百分比的变化组件值更改。灵敏度越低,表现越好。每个电阻值改变了大约10%,并且这个测量的变化被分为Fc变化。测量值前面的正负号表示Fc相对于组件的变化方向。例如,敏感度值为负1.2,表示分量值,Fc减少1.2%。请注意,此信息提供了有关如何如有必要,调整截止频率。也应该是注意到每个电路的R4和R5也会导致通带增益。R4增加10%,增加增益增加了0.4db,而R5增加了10%,增益减少了0.4db。

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有源滤波器对运放的参数也很敏感-特别是增益和带宽。LMV822/24提供增益大,带宽宽。DAAFs使用这些特性规范制作excel。单放大器版本需要一个大的开环闭环增益比-约50:1,在Fc过滤器响应。图12显示了令人印象深刻的网络分析仪测量(hp3577A)照片。这个测量数据取自300kHz版本的图10。在300 kHz时,开闭环增益比@Fc大约是5比1。这比50比1的规则低10倍拇指“为单放大器有源滤波器。

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除了性能之外,DAAFs还相对容易设计和实现。低通设计方程高通DAAFs如下所示。前两个等式计算LPF(图10)。后两个方程计算Fc对于HPF和Q(图11)。

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为了简化设计过程,设置了某些组件彼此平等。参见图10和图11。这些等分数值有助于简化设计公式,如下所示:

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为了说明设计过程/实现,3 kHz,巴特沃斯响应,低通滤波器DAAF(图10)为设计如下:

1.选择C1=C3=C=1NF

2.选择R4=R5=1kΩ

3.计算所需Fc的Ra和R2,如下所示:ccf879ae-693d-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

4.计算所需Q的R3。黄油价值(最大平坦)的所需Q响应为0.707(45度s型飞机)。R3计算如下:

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注意,R3也可以计算为Ra或R2的0.707。实现了该电路,并对其截止频率进行了测量。截止频率为2.92 kHz。电路的重复性也很好。十个不同的电路中放置了LMV822个样品。截止频率的相应变化小于1%。

2.5三电平电压检测器

图13中的三电平电压检测器提供了一种窗口比较器功能。它检测三种不同的输入电压范围:最小范围、中间范围和最大范围。这个输出电压(VO)在VCC的最小范围内。VO是在中距离的GND处夹紧。对于最大范围,VO是在Vee。图14显示了一张VO与VI示波器的照片图13的电路。其运行情况如下:VI偏离GND,导致吸收IIN以保持钳制状态(VO=0V)的二极管电桥。最终,IIN达到了二极管电桥的偏压极限。当达到这个极限时,夹紧效应停止,运算放大器响应开环。图14正前方的设计方程显示了如何确定夹紧范围。该方程求解了每侧接地上的输入电压带。中档是这个的两倍电压带。

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