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放大器类产品发展趋势

行业聚焦点中国仪表网2008年08月18日 11:47人气:4216

本文介绍:放大器市场与应用发展趋势与特点。
从模拟及混合信号芯片,尤其是放大器类产品发展趋势来看,高集成度、兼顾速度与精度、低功耗、较宽的温度范围,以及软件可控等性能,将是未来各个模拟器件供应商的新产品呈现的新特点。对于某些中、低端电子产品的成本压力,使得本土的中小规模IC供应商获得了良好的发展机会,打破欧美供应商一统天下的局面,这也将是包括放大器在内的模拟类产品的一大特点。
  放大器产品的发展主要特点如下:(1)新工艺、新技术的发展;(2)放大器类产品在电子系统中的作用越来越重要,不可替代,高精度的放大调条理电路很难集成在处理芯片中;(3)“定制化”需求是放大器的种类不断增加的主要推动力之一。
  工艺方面, BiCom3是TI针对高速度模拟产品而开创的工艺,其高电压版本BiCom3HV为36V Bipolar SiGe工艺,兼顾速度的同时也可实现高电压的应用;HPA07工艺主要应用于高精度模拟类产品,应用这一工艺的器件具有高精度,小封装,高SNR等特点,相似的HPA07HV可兼容36V应用;除了以上具有代表性的工艺外,TI还有LBC工艺,主要特点是高电压大功率;A035工艺主要应用是高密度器件。
  高精度运算放大器一般是指失调电压低于1mV的运放。TI近期推出了一款高精度的运放OPA211,是以BiCom3HV为主要工艺开发的产品。
  在高速放大器方面, TI能够应用新的工艺提供针对不同应用的各类产品,除了可以提供各类电压反馈型和电流反馈型高速放大器类产品以外,还可以提供高速的JFET输入高速放大器类产品,其中包括多种可供选择型号,如OPA656,OPA657及THS4631等,他们都具有不同的带宽和压摆率,不同的稳定增益范围,包括独立增益稳定等主要可供选择的指标,可广泛应用于测试与计量等宽带宽高输入阻抗的应用场合。
  在高速视频放大器方面,TI推出了一系列具有灵活可编程及高集成度的放大器类产品,例如针对视频应用的THS73xx系列产品,针对不同的视频标准要求,其集成了低通滤波器,部分产品具有内部固定增益放大,滤波器带宽数字可编程选择,以及输入耦合方式选择等性能。
  随着能源的日益紧张,对于能源效率方面的要求也逐步提高,尤其是对于电池供电系统,功耗的要求更为苛刻,所以未来对于效率最高的D类功率放大器的应用需求也会逐步增加。但是D类功率放大器并不会完全取代线性放大器,在高端专业音响中,由于线性放大器的高保真度特点,顶级音响领域还将采用线性放大器产品。但对于需求量很大的中低端市场而言,D类功率放大器的市场前景非常乐观。
  工程师在选择放大器类IC时,首先要全局考虑整个系统的性能要求,并充分考虑所要调理或接收的信号特点,同时还要兼顾系统工作的环境等因素,尤其是对于工业应用,这点尤为重要。此外,还应该考虑以下几点:
  1.无论高精度或高速放大器,供电电源一定要有旁路电容,并尽可能把旁路电容靠近放大器的电源引脚放置;
  2.某些放大器具有最小稳定增益要求,如果所使用的增益低于推荐的最小稳定增益,就有可能产生振荡。电流反馈放大器,在直接反馈环路中,不要使用电容或其它非线性元件,尤其对于高速放大器设计时,这一点尤为重要;
  3.在高速应用中,除了带宽,压摆率是另外一个重要指标,高摆幅输出的信号频率与SR的关系为: F = Slew Rate / (0.707 p VoutPP),设计时要充分考虑这一因素;
  4. 为减小输入偏置电流引起的失调电压,设计人员应保持运算放大器同相输入端和反相输入端的阻抗匹配;
  5.噪声因素,需要考虑的噪声来源包括:输入电流噪声,输入电压噪声,和由增益设置引起的热噪声等。尤其对于单电源应用时,一般电压很低,为保持系统的信噪比,低电压使设计人员必须降低噪声。放大器的设计考虑由很多因素决定,工程师需要根据不同的设计要求,选择合适的放大器类产品。同时,放大器供应商的技术服务与支持可以使工程设计人员达到事半功倍的结果。
  凌力尔特公司专注于提供具有高精确度、低噪声和高速度性能的放大器产品。这些器件主要分为 3 类:传统的高性能放大器产品 (包括运算放大器、仪表放大器和可编程增益放大器);高速 ADC 驱动器;专用精确高压侧电流检测放大器。尽管运算放大器已经出现几十年了,使用也相对简单,但是很多令人振奋的新进展仍在不断出现,从而产生了多种富有吸引力的新产品。这些新产品很多将以改进基本功能的形式出现,如提高运算放大器的速度、精确度、噪声和功率性能等,但是更多将以提高集成度的形式出现。凌力尔特公司的LTC6420-20 双路差分 ADC 驱动器和 LTC6102HV 零漂移高压侧电流检测放大器就是好例子。
  LTC6420-20 是一种双路高速全差分 ADC 驱动器,具有很好的匹配性能规格。这使其在 I-Q 解调和多通道通信应用中尤其有用。在这些应用中,驱动高速 ADC 的传统方法是使用高压、大电流消耗的 RF 放大器。既然这些 RF 放大器是单端组件,那么就需要附加电路将信号转换成最高性能 ADC 所需的差分信号。LTC6420-20 与这种传统方法相比有几个优点。首先,它的功率极低,在很多情况下,可以与 ADC 共享同一个低压电源。其次,它使用较少的组件,占用电路板空间较少。除了将两个通道集成到一个小型 3mm×4mm 封装中,LTC6420-20 还含有增益设置电阻和可选输出滤波。通过在芯片上纳入灵敏的反馈网络,设计师无需花费大量时间考虑杂散电容可能引起的不稳定性,该电容与 PCB 上增益设置电阻的布线有关。在 100MHz 时具有 0.1dB 增益匹配和 0.1o相位匹配,这种通道至通道匹配消除了需要匹配两个独立通道的难题。
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