¿Hay alguna ciencia (o truco) para determinar un amplificador operacional de reemplazo?

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Tengo un diseño de circuito "maduro" que requiere un amplificador operacional LF411. Lo he construido con un PDIP de orificio pasante y funciona bien. Ahora estoy diseñando una PCB SMD para el circuito, así que tengo la oportunidad de revisar la selección del dispositivo y quizás elegir un componente más moderno para algunos de los elementos de la lista de materiales.

Esto parece ser el tipo de situación que un EE practicante debe encontrar de vez en cuando. ¿Existe alguna ciencia o tal vez una pequeña bolsa de trucos para seleccionar un dispositivo de reemplazo cuando su antecesor quizás se haya convertido en un dentista o se haya quedado obsoleto?

En este caso particular, inicialmente (de forma apresurada) usé un TL071 en el prototipo porque tenía uno a mano. Resultó tener una compensación de voltaje de entrada sustancialmente mayor y en este circuito (fuente de alimentación de laboratorio de CC) el circuito de salida no permitió que el voltaje de salida se ajustara a cero. Conseguí un LF411 real unos días después y eso solucionó las cosas muy bien.

Por lo tanto, sé que necesito una precisión razonable en lo que respecta a la compensación de voltaje, y también noté que es una entrada JFET, por lo que la corriente de entrada es bastante pequeña.

Podía rehacer el análisis del circuito y simularlo, etc. para esencialmente "volver a especificar" la pieza. (O simplemente podría seguir con un LF411 en un SOIC). Pero quería aprovechar la oportunidad de revisión y me pregunté cómo un diseñador de circuitos analógico practicante abordaría el problema.

¿Algún indicador para un novato bien entrenado pero prácticamente inexperto?

    
pregunta scanny

1 respuesta

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Comience con los requisitos de la fuente de alimentación: ¿funciona el posible reemplazo en los rieles de alimentación suministrados? Luego, en un tema similar, determine la cantidad de ondulación o ruido en esas líneas eléctricas para asegurarse de que el reemplazo tenga cifras de rechazo de la fuente de alimentación adecuadas (o quizás mejores que el amplificador operacional actual). Mira los gráficos de la hoja de datos para esto. Deben decirle las cifras de PSRR en una amplia gama de frecuencias. Si el potencial op-amp no tiene gráficos, no lo use.

Ingrese el rango del modo común y las expectativas de cuán grande puede ser la señal de salida que debe producir. Claramente, elegir un amplificador operacional que tenga un mejor rango de entrada y salida está bien, pero en realidad esto puede limitar las opciones, por lo tanto, un análisis del circuito y el estudio de las expectativas de lo que se le puede pedir al op-amp son importantes. / p>

Es importante tener en cuenta el producto de ancho de banda de ganancia: ¿el posible amplificador operacional tiene lo suficiente para cumplir con las expectativas de ganancia y ancho de banda del diseño? ¿Tiene suficiente velocidad de giro para tratar las señales de salida de rango completo a la frecuencia más alta requerida? Una vez más, simplemente puede elegir un dispositivo mejor, pero esto (y todos los demás parámetros) puede limitar sus opciones, por lo que siempre es una buena idea darse cuenta de cuáles son las expectativas del diseño objetivo.

No voy a entrar en detalles más allá de hacer una lista y todos son generalmente importantes de una forma u otra: -

  • Voltaje de desplazamiento de entrada (produce un error de voltaje de salida de CC que es "ganancia" x desplazamiento de entrada)
  • Deriva de voltaje de compensación de entrada con la temperatura (no se puede anular)
  • Las corrientes de desviación / polarización de entrada y su deriva con la temperatura (solo preocupa cuando las resistencias alrededor de las entradas y la retroalimentación son de valor medio a alto)
  • Cifras de ruido de baja frecuencia y densidades de ruido de entrada equivalentes para voltaje y corriente
  • Ganancia de CC de bucle abierto (básicamente produce un error de CC: importante cuando se almacenan en búfer las referencias que pretenden ser extremadamente precisas, por ejemplo,
  • Margen de fase y margen de ganancia: produce timbre y posiblemente oscilación
  • Proporción de rechazo de modo común
  • Estabilidad de ganancia en configuraciones de baja ganancia - vea también los márgenes de ganancia / fase
  • Opciones de paquete
  • Capacitancia de entrada (por ejemplo, puede producir errores de filtro y puede generar un ruido de HF sustancial)
  • Capacidad de salida de la unidad actual
  • Corriente de cortocircuito (podría ser demasiado alta y destruirse)
  • Capacidades de carga de salida (incluyendo capacitancia y sobreimpulso)
  • Requisitos de desacoplamiento de la corriente de alimentación y de la fuente de alimentación
  • El tiempo de establecimiento puede ser importante de vez en cuando
  • Rango de temperatura ambiental
  • Limitaciones de voltaje de entrada diferencial (si se usa como comparador)
  • Impedancia de salida dinámica en bucle cerrado / bucle abierto: los amplificadores operacionales deficientes a este respecto podrían no ser buenos filtros activos, especialmente cuando no se operan con ganancia unitaria.
  • Problemas de inversión de la señal de entrada (algunos amplificadores operacionales invertirán la señal de entrada cuando las entradas tienen una amplitud demasiado grande)
  • Máxima disipación de potencia
  • TotalHarmonicDistortion en función de la frecuencia (por ejemplo, importante para las aplicaciones de audio)
  • Problemas potenciales de sensibilidad a la luz ambiental (puede ser un problema con muchos amplificadores operacionales y también en la región IR)
  • Tiempos de recuperación de sobrecarga positivos y negativos

Esperemos que si se considera todo lo anterior, debería estar bien.

    
respondido por el Andy aka

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