思瑞浦解讀高PSRR、高壓運算放大器TPA267x典型應用與產(chǎn)品特性

聚焦高性能模擬芯片和嵌入式處理器的半導體供應商思瑞浦3PEAK（股票代碼：688536）正式發(fā)布高PSRR、高帶寬、高壓運算放大器TPA267x系列。

TPA267x系列產(chǎn)品帶寬10MHz，壓擺率達到15V/μs，產(chǎn)品在100KHz電源干擾下抑制比達到了80dB，降低了客戶在電源上的設計成本，廣泛適用于工業(yè)自動化、光伏儲能、電機驅(qū)動器和音頻設備等領域。

TPA267x 產(chǎn)品特性

 

供電電壓：4V~36V

靜態(tài)電流：1.65mA

失調(diào)電壓：±3mV 

失調(diào)電壓溫漂：2μV/℃

高帶寬：10MHz

高壓擺率：15V/μs

高PSRR+: 80dB@100kHz

工作溫度范圍: −40°C to 125°C

TPA267x 產(chǎn)品優(yōu)勢

 

TPA267x在全電壓供電范圍內(nèi)，具備優(yōu)異的電源抑制比（PSRR+）特性，確保了性能表現(xiàn)的一致性與穩(wěn)定性，非常適用于各種工業(yè)供電環(huán)境下的應用。此外，TPA267x的失調(diào)電壓溫漂僅為2μV/℃，保證了在全溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)精確的信號采樣。其典型應用電路下圖所示。

TPA267x典型應用圖 

在上述應用電路中，放大器的關鍵特性對整個信號采集系統(tǒng)至關重要，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

  全供電電壓范圍下的高PSRR

電源抑制比(PSRR+)是影響放大器輸出精度的關鍵指標。它定義為電源電壓變化（ΔVs）引起放大器失調(diào)電壓變化（ΔVos）的比值，通常以dB為單位。失調(diào)電壓的變化會被放大器電路的噪聲增益放大，從而影響輸出精度。PSRR的定義如下：

在大部分應用場景中，電源上常疊加高頻噪聲，這些噪聲通過電源路徑耦合到放大器的供電引腳。放大器的高頻PSRR能力可以有效抑制這些噪聲對輸出信號精度的影響。如下圖所示，TPA267x展現(xiàn)出卓越的高PSRR+性能，在100kHz頻率下，PSRR+超過80dB，即100μV/V。這種高性能的PSRR+特性讓TPA267x在高頻噪聲環(huán)境下保持信號的高精度。

 TPA267x PSRR+與頻率

當電源上耦合100kHz頻率，峰峰值為100mVpp高頻噪聲時，電源噪聲引起的輸入失調(diào)電壓的變化為10uVpp：

若噪聲增益Gnoise=10時：

TPA267x系列在所有電源電壓范圍內(nèi)，無論是在低電壓還是高電壓供電條件下，PSRR+性能均能保持高度一致，不會隨電源變化而波動，滿足客戶對不同電源條件的適配需求。

靜態(tài)功耗電流明顯降低

TPA267x對靜態(tài)電流做了進一步優(yōu)化，在25℃工作條件下，單通道的靜態(tài)電流為1.65mA（典型值）。在全溫度范圍內(nèi)，靜態(tài)電流最大值不超過2.5mA。與上一代的高壓高帶寬運算放大器相比，TPA267x在靜態(tài)電流上分別實現(xiàn)了45%和37.5%的降低。在相同的環(huán)境溫度下，芯片發(fā)熱明顯降低，擁有更寬工作溫度范圍，從而提供出色的能耗表現(xiàn)。如下圖所示，在-40℃~125℃的工作溫度范圍內(nèi)，靜態(tài)電流波動極小，因此在外部溫度變化較大的應用環(huán)境中，TPA267x也能保持穩(wěn)定的靜態(tài)電流。 

TPA2672 電源電流與溫度

  低失調(diào)電壓溫漂保證全溫度范圍內(nèi)采樣精度

TPA267x系列不僅具有低輸入失調(diào)電壓，最大僅為±3mV（Ta=25℃），且輸入失調(diào)電壓溫漂僅為2μV/℃（典型值）。該特性對于輸入失調(diào)電壓敏感型應用至關重要，例如需要高閉環(huán)增益的電流檢測應用。低失調(diào)電壓溫漂讓輸入失調(diào)電壓在全溫度范圍內(nèi)的變化極小，這不僅確保了檢測電路在全溫范圍內(nèi)都能維持高精度，還能顯著降低客戶采樣校準成本。如下圖所示，TPA267x因其出色的失調(diào)電壓溫漂性能，它的輸入失調(diào)電壓對溫度變化影響非常小，成為敏感型應用的理想選擇。

TPA267x 輸入失調(diào)電壓與溫度

在上下電過程中輸出信號無毛刺

一些放大器在上電或者下電過程中，當電源電壓低于最小工作電壓時，由于內(nèi)部電路節(jié)點可能處于不穩(wěn)定狀態(tài)，放大器的輸出信號可能會產(chǎn)生短脈沖，這些短脈沖的幅值和寬度通常與電源的上下電速度及其幅度有關。如果后級系統(tǒng)對此類短脈沖敏感，可能會引起誤動作，例如在過流保護或過壓保護的應用中，上電時的短脈沖可能導致誤觸發(fā)保護機制，從而給用戶增加額外的成本。為解決這一問題，TPA267x系列進行了設計優(yōu)化，如下圖所示，在上電和下電過程中確保輸出信號不會產(chǎn)生誤脈沖。

TPA267x 上電和下電

TPA267x現(xiàn)已量產(chǎn)，可提供樣品和評估板服務