OPAx992系列高精度运算放大器的技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments OPAx992/OPAx992-Q1低失调电压低噪声运算放大器 (Op Amp) 是一系列高压 (40V) 通用运算放大器。这些器件具有出色的DC精度和AC性能,包括轨到轨输入/输出、低偏移(±210µV,典型值)、低偏移漂移(±0.25µV/°C,典型值)和低噪声(1kHz时为7nV/√Hz,10kHz时为4.4nV/√Hz)。

数据手册:

*附件:OPAx992数据手册.pdf

*附件:OPAx992-Q1数据手册.pdf

OPAx992/OPAx992-Q1具有到电源轨的差分和共模输入电压范围、高短路电流 (±65mA) 和高转换速度 (32V/μs) 等特性,因此成为高压工业应用的灵活、稳健和高性能运算放大器。Texas Instruments OPAx992/OPAx992-Q1系列运算放大器采用微型封装 (WSON) 和标准封装(SOT-23、SOIC和TSSOP),额定工作温度范围为–40°C至125 °C。OPAx992-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。

特性

  • 低失调电压:±210µV
  • 低失调电压漂移:±0.25µV/°C
  • 低噪声:1kHz时为7nV/√Hz,宽带时为4.4nV/√Hz
  • 高共模抑制:115dB
  • 低偏置电流:±10pA
  • 轨到轨输入和输出
  • 10.6MHz GBW、单位增益稳定、宽带宽
  • 高转换率:32V/µs
  • 支持多路复用的输入/比较器输入
    • 该放大器工作时的差分输入高达电源轨
    • 该放大器可用于开环或用作比较器
  • 低静态电流:每个放大器2.4mA
  • 宽电源电压范围:±1.35V至±20V、2.7V至40V
  • 强大的EMIRR性能

功能框图

失调电压

OPAx992系列高精度运算放大器的技术解析与应用指南

一、产品概述

OPAx992系列是德州仪器(TI)推出的高压(40V)通用运算放大器家族,包含单通道OPA992、双通道OPA2992和四通道OPA4992三种型号。该系列器件具有轨到轨输入/输出特性,提供卓越的直流精度和交流性能,典型参数包括:

  • 低偏移电压:±210µV(典型值)
  • 低偏移电压漂移:±0.25µV/°C(典型值)
  • 低噪声:1kHz时7nV/√Hz,10kHz时4.4nV/√Hz
  • 高共模抑制比(CMRR):115dB
  • 宽带宽:10.6MHz增益带宽积(GBW)
  • 高转换速率:32V/µs

二、关键特性分析

1. 输入保护架构

OPAx992采用特殊输入架构,无需传统输入保护二极管即可承受高达40V的差分输入电压。相比常规设计(如图6-1所示),这种专利技术避免了信号失真和建立时间延迟问题,特别适合多通道高速切换的数据采集系统。

2. EMI抗干扰性能

器件集成了电磁干扰(EMI)滤波器,在10MHz至6GHz频率范围内表现出优异的EMI抑制能力(EMIRR)。典型应用频段的抑制比如下:

  • 400MHz(移动通信):50.0dB
  • 1.8GHz(GSM):65.6dB
  • 2.4GHz(Wi-Fi/蓝牙):70.0dB
  • 5GHz(802.11a/n):91.0dB

3. 热性能

根据封装不同,热阻参数差异显著:

  • 单通道SOT-23封装:θJA=185.4°C/W
  • 双通道SOIC封装:θJA=131.0°C/W
  • 四通道TSSOP封装:θJA=118.8°C/W
    器件具有热保护功能,当结温超过150°C时自动进入保护状态。

三、设计注意事项

  1. 电源设计‌:
    • 工作电压范围:±1.35V至±20V(双电源)或2.7V至40V(单电源)
    • 每放大器静态电流:2.4mA(典型值)
    • 建议电源旁路:每电源引脚接0.1μF陶瓷电容+1μF钽电容
  2. 布局指南‌:
    • 敏感模拟走线与数字线路隔离
    • 采用星型接地减少地回路干扰
    • 对于WSON/X2QFN封装,必须正确连接散热焊盘
  3. 稳定性考虑‌:
    • 容性负载>100pF时建议串联隔离电阻(20-50Ω)
    • 相位裕度随容性负载变化(CL=20pF时64°)

四、选型指南

型号通道数封装选项典型应用场景
OPA9921SC70-5, SOT-23-5空间受限的单通道应用
OPA29922SOIC-8, TSSOP-8, WSON-8需要双放大器的信号调理
OPA49924SOIC-14, TSSOP-14高密度多通道系统
OPAx92S1/2带关断功能的封装型号低功耗可开关的应用
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