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低功耗运放在便携式医疗和消防系统中的使用简介

近年来,以电池作为电源的电子产品得到广泛使用,设计师迫切要求采用低电压的模拟电路来降低功耗。低电压、低功耗、低噪声的模拟电路设计技术正成为研究的热点。从节约能源角度考虑,低的功率消耗.

1、概述

近年来,以电池作为电源的电子产品得到广泛运用,规划师迫切要求选用低电压的模仿电路来下降功耗。低电压、低功耗、低噪声的模仿电路规划技能正成为研讨的热门。从节约能源视点考虑,低的功率耗费不仅是电池驱动的便携设备的需求,即使对运用市电的大型体系也是迫切需求,它不但能够延伸设备的运用时刻,也能够推迟设备的老化。运算扩大器作为集成电路中最根本的单元,其重要性是众所周知的。在低压运算扩大器中,因为电源电压的下降,信号的动态规模减小,一起,噪声信号起伏相对增大,扩大器的信噪比下降。为了处理这些规划问题,帝奥微电子公司专门开发了几款低功耗低噪声运放来满意这个商场需求。

2. 布景

跟着医疗电子设备工业的快速开展,用于个人保健的移动手持式医疗电子设备也相同在快速开展。不管是手持式除颤仪仍是动态血糖监督仪,规划这类产品都不是一件简单的事。挑选恰当的元件满意规划规范要求、尽可能下降成本、确保规划方案的功率、特别重视产品的实践巨细等等,都是在产品规划过程中有必要考虑的问题。相同跟着国人安防安全意识的进步,烟雾勘探设备进入千家万户,对低功耗(电池寿命长)灵敏度和可靠性高的消防产品规划提出了更高的要求。

血压监督仪的结构框图

不论是温度、脉息、血糖读取或其它生物传感器,施行恰当的信号扩大调度链路都是最重要的问题。在模仿前端电路中,运算扩大器是最要害的单元,在这种电路中,一般挑选低噪声,高精度,低功耗,低偏置电流的运算扩大器。信号链的榜首阶一般运用高共模抑制比,低偏置电流(特别对红外管传感器),低噪声的运放;第二级会选用低功耗,高精度,低噪声的运算扩大器。信号链下一阶是杰出的delta-sigma或逐次迫临模数转化器(ADC)。单周期滤波器设置及随需转化等特性简化了ADC的规划要求,也进步了转化速度,并供给了较大的源阻抗。使用恰当的布局及元件挑选,可将一个洁净、准确而有含义的信号输入到体系微处理器/DSP中。

烟感结构框图

烟雾传感器构成的报警器,能及时陈述火灾。在烟雾传感器中,安装着一种对烟雾气特别灵敏的半导体资料,如氧化锡、氧化锌等,因此亦称它们为气敏资料。在有烟雾气的环境中,当烟雾气的浓度到达必定量值时,气敏资料内部的电阻值就会敏捷下降。一旦烟雾气消失,它们的电阻值又会康复正常。别的一种烟雾检测的办法是,使用红外光线被烟雾遮挡而形成红外接纳测电流改变而报警的原理。光电方法又分前向散射与后向散射勘探方法,传感器安装在光学迷宫里,没有烟雾时传感器接纳不到或只接纳到很弱小的光信号,通过扩大器扩大,逻辑判别电路不做报警处理,有烟雾进入迷宫时,光线照射到烟雾粒子上发生散射,传感器接纳到比较强的光信号,经扩大后,逻辑报警电路宣布警报信号。在这些使用中,运算扩大器是其间的要害器材,要求超低功耗,低偏置电流,低噪声。

3. 帝奥微电子DIO2051/2052的使用


帝奥微电子为了满意这些商场的需求,特开发了一款DIO2051/2052芯片来满意客户的需求。DIO2052/DIO2051 有宽的共模输入规模和宽的输出电压摆幅,电源作业电压从2.1V到5.5V,温度作业规模从-40℃到125℃。

DIO2052/DIO2051的bandwidth是500kHz,每个通道的静态功耗是16uA。选用CMOS的输入,能够得到十分低的输入偏置电流(0.5pA)。电源电压为5V,电阻负载是5K欧姆的条件下,输出规模能够到达0.1~4.9V,如表1所示。高的CMRR和PSRR,如表2所示。低的静态功耗,如表3所示。一起,DIO2052/DIO2051具有低的offset(小于1mV),低的输入噪声,在大于>10kHz,20nV/sqrt(Hz),如表4所示。

表 1 在不同的电阻负载条件下,输入输出曲线

表 2 PSRR和CMRR

表 3 静态功耗随电源电压改变曲线


表 4 等效的输入噪声

帝奥微电子DIO2052在血氧仪中的使用

帝奥微电子的DIO2052在血氧仪使用中,扮演了十分要害的人物。榜首级用3个运放建立满足差分形式作为信号的输入级,供给了很高的共模抑制比,较宽的信号动态规模,最重要的是省掉了贵重的外表运放。第二级用两个运放作为信号扩大和有源滤波器规划,具有杰出的信噪比和低失调。在血氧仪的使用中,使客户取得了十分高的性价比,进步了产品的竞争力和加快了上市时刻。

光电式烟感DIO2052使用实例

在这个光电式烟雾感应器的规划中,规划师选用的DIO2052十分契合规划的要求。DIO2052具有极低的偏置电流(1pA),这样能够确保远小于红外管的暗电流,进步了感应器的可靠性;DIO2052具有极低的功耗(18uA),使得简易电池供电烟雾感应器能够长时刻作业,即使是组网的烟感,也能够让更多的终端连接到消防控制中心上;DIO2052杰出的共模抑制比,低噪声等特色,确保了电路杰出的功能和产品的可靠性,契合消防产品的规划理念。

4. 小结

跟着人们对自己的健康状况越来越重视,对生存环境安全性越来越重视,便携式医疗产品,消防报警产品必定得到高速的开展。低噪声,高精度,低功耗的运算扩大器将广为终端规划所采用。

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