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從模擬及混合信號芯片,尤其是放大器類產(chǎn)品發(fā)展趨勢來看,高集成度、兼顧速度與精度、低功耗、較寬的溫度范圍,以及軟件可控等性能,將是未來各個模擬器件供應(yīng)商的新產(chǎn)品呈現(xiàn)的新特點。對于某些中、低端電子產(chǎn)品的成本壓力,使得本土的中小規(guī)模IC供應(yīng)商獲得了良好的發(fā)展機會,打破歐美供應(yīng)商一統(tǒng)天下的局面,這也將是包括放大器在內(nèi)的模擬類產(chǎn)品的一大特點。
放大器產(chǎn)品的發(fā)展主要特點如下:(1)新工藝、新技術(shù)的發(fā)展;(2)放大器類產(chǎn)品在電子系統(tǒng)中的作用越來越重要,不可替代,高精度的放大調(diào)條理電路很難集成在處理芯片中;(3)“定制化”需求是放大器的種類不斷增加的主要推動力之一。
工藝方面,BiCom3是TI針對高速度模擬產(chǎn)品而開創(chuàng)的工藝,其高電壓" title="高電壓">高電壓版本BiCom3HV為36VBipolarSiGe工藝,兼顧速度的同時也可實現(xiàn)高電壓的應(yīng)用;HPA07工藝主要應(yīng)用于高精度模擬類產(chǎn)品,應(yīng)用這一工藝的器件具有高精度,小封裝,高SNR等特點,相似的HPA07HV可兼容36V應(yīng)用;除了以上具有代表性的工藝外,TI還有LBC工藝,主要特點是高電壓大功率;A035工藝主要應(yīng)用是高密度器件。
高精度運算放大器一般是指失調(diào)電壓低于1mV的運放。TI近期推出了一款高精度的運放OPA211,是以BiCom3HV為主要工藝開發(fā)的產(chǎn)品。
在高速放大器方面,TI能夠應(yīng)用新的工藝提供針對不同應(yīng)用的各類產(chǎn)品,除了可以提供各類電壓反饋型和電流反饋型高速放大器類產(chǎn)品以外,還可以提供高速的JFET輸入高速放大器類產(chǎn)品,其中包括多種可供選擇型號,如OPA656,OPA657及THS4631等,他們都具有不同的帶寬和壓擺率,不同的穩(wěn)定增益范圍,包括獨立增益穩(wěn)定等主要可供選擇的指標(biāo),可廣泛應(yīng)用于測試與計量等寬帶寬高輸入阻抗的應(yīng)用場合。
在高速視頻放大器方面,TI推出了一系列具有靈活可編程及高集成度的放大器類產(chǎn)品,例如針對視頻應(yīng)用的THS73xx系列產(chǎn)品,針對不同的視頻標(biāo)準(zhǔn)要求,其集成了低通濾波器,部分產(chǎn)品具有內(nèi)部固定增益放大,濾波器帶寬數(shù)字可編程選擇,以及輸入耦合方式選擇等性能。
隨著能源的日益緊張,對于能源效率方面的要求也逐步提高,尤其是對于電池供電系統(tǒng),功耗的要求更為苛刻,所以未來對于效率最高的D類功率放大器的應(yīng)用需求也會逐步增加。但是D類功率放大器并不會完全取代線性放大器,在高端專業(yè)音響中,由于線性放大器的高保真度特點,頂級音響領(lǐng)域還將采用線性放大器產(chǎn)品。但對于需求量很大的中低端市場而言,D類功率放大器的市場前景非常樂觀。
工程師在選擇放大器類IC時,首先要全局考慮整個系統(tǒng)的性能要求,并充分考慮所要調(diào)理或接收的信號特點,同時還要兼顧系統(tǒng)工作的環(huán)境等因素,尤其是對于工業(yè)應(yīng)用,這點尤為重要。此外,還應(yīng)該考慮以下幾點:
1.無論高精度或高速放大器,供電電源一定要有旁路電容,并盡可能把旁路電容靠近放大器的電源引腳放置;
2.某些放大器具有最小穩(wěn)定增益要求,如果所使用的增益低于推薦的最小穩(wěn)定增益,就有可能產(chǎn)生振蕩。電流反饋放大器,在直接反饋環(huán)路中,不要使用電容或其它非線性元件,尤其對于高速放大器設(shè)計時,這一點尤為重要;
3.在高速應(yīng)用中,除了帶寬,壓擺率是另外一個重要指標(biāo),高擺幅輸出的信號頻率與SR的關(guān)系為:F=SlewRate/(0.707pVoutPP),設(shè)計時要充分考慮這一因素;
4.為減小輸入偏置電流引起的失調(diào)電壓,設(shè)計人員" title="設(shè)計人員">設(shè)計人員應(yīng)保持運算放大器同相輸入端和反相輸入端的阻抗匹配;
5.噪聲因素,需要考慮的噪聲來源包括:輸入電流噪聲,輸入電壓噪聲,和由增益設(shè)置" title="增益設(shè)置">增益設(shè)置引起的熱噪聲等。尤其對于單電源應(yīng)用時,一般電壓很低,為保持系統(tǒng)的信噪比,低電壓使設(shè)計人員必須降低噪聲。放大器的設(shè)計考慮由很多因素決定,工程師需要根據(jù)不同的設(shè)計要求,選擇合適的放大器類產(chǎn)品。同時,放大器供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)與支持可以使工程設(shè)計人員達(dá)到事半功倍的結(jié)果。
凌力爾特公司專注于提供具有高精確度、低噪聲和高速度性能的放大器產(chǎn)品。這些器件主要分為3類:傳統(tǒng)的高性能放大器產(chǎn)品(包括運算放大器、儀表放大器和可編程增益放大器);高速ADC驅(qū)動器;專用精確高壓側(cè)電流檢測放大器。盡管運算放大器已經(jīng)出現(xiàn)幾十年了,使用也相對簡單,但是很多令人振奮的新進(jìn)展仍在不斷出現(xiàn),從而產(chǎn)生了多種富有吸引力的新產(chǎn)品。這些新產(chǎn)品很多將以改進(jìn)基本功能的形式出現(xiàn),如提高運算放大器的速度、精確度、噪聲和功率性能等,但是更多將以提高集成度的形式出現(xiàn)。凌力爾特公司的LTC6420-20雙路差分ADC驅(qū)動器和LTC6102HV零漂移高壓側(cè)電流檢測放大器就是好例子。
LTC6420-20是一種雙路高速全差分ADC驅(qū)動器,具有很好的匹配性能規(guī)格。這使其在I-Q解調(diào)和多通道通信應(yīng)用中尤其有用。在這些應(yīng)用中,驅(qū)動高速ADC的傳統(tǒng)方法是使用高壓、大電流消耗的RF放大器。既然這些RF放大器是單端組件,那么就需要附加電路將信號轉(zhuǎn)換成最高性能ADC所需的差分信號。LTC6420-20與這種傳統(tǒng)方法相比有幾個優(yōu)點。首先,它的功率極低,在很多情況下,可以與ADC共享同一個低壓電源。其次,它使用較少的組件,占用電路板空間較少。除了將兩個通道集成到一個小型3mm×4mm封裝中,LTC6420-20還含有增益設(shè)置電阻和可選輸出濾波。通過在芯片上納入靈敏的反饋網(wǎng)絡(luò),設(shè)計師無需花費大量時間考慮雜散電容可能引起的不穩(wěn)定性,該電容與PCB上增益設(shè)置電阻的布線有關(guān)。在100MHz時具有0.1dB增益匹配和0.1o相位匹配,這種通道至通道匹配消除了需要匹配兩個獨立通道的難題。