Quando avresti bisogno di un opamp a bassa larghezza di banda?

Questo opamp ha una larghezza di banda di guadagno unitaria di 27kHz , che è di gran lunga la più bassa che abbia mai visto. (Ho letto erroneamente la velocità di risposta di 7,7 V / ms come 7,7 V / s, perché sono le unità più utilizzate.) $\mu$

27kHz sembra molto male. C'è qualche motivo per cui si farebbero dei problemi con queste specifiche?

operational-amplifier bandwidth

— Federico Russo
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Esistono tutti i tipi di applicazioni che non richiedono elevata larghezza di banda. Ad esempio, amplificando una tensione fissa per fornire un riferimento. O amplificando un segnale da un sensore per una quantità che cambia lentamente come la temperatura. 27 Khz potrebbe essere adeguato per l'audio. La domanda non è quando avresti bisogno della bassa larghezza di banda, ma quando puoi rinunciare alla larghezza di banda a favore dell'ottimizzazione in altri parametri. (Naturalmente se tutto il resto è uguale, perché deliberatamente andare con una larghezza di banda ridotta. Un op-ap ideale ha una banda infinita e un guadagno illimitato; se ce l'hai, perché usare qualcos'altro.)

— Kaz

@Kaz - "27 Khz potrebbe essere adeguato per l'audio". Non hifi se vuoi amplificarlo. Anche con un guadagno unitario, una larghezza di banda così piccola molto probabilmente produrrà un cattivo TIM (Transient Intermodulation Distortion), che è più udibile della distorsione armonica.

— Stevenvh,

Risposte:

Quel 27kHz non è niente. L'LPV511 ha un fratellino, l' LPV521 , che ha un prodotto con larghezza di banda di guadagno di 6,2 kHz.

Non lo stanno facendo a bassa larghezza di banda di proposito. Non vi è alcun vantaggio reale nella larghezza di banda ridotta, anche se migliora la stabilità.
Il prodotto a bassa larghezza di banda di guadagno è una conseguenza del design a bassa potenza. L'LPV521 consuma solo 350nA. Hai già menzionato la velocità di risposta ed è strettamente correlata alla larghezza di banda. L'LPV521 ha una velocità di risposta di 2,4 V / ms. Per modificare velocemente il livello di uscita di un opamp è necessario pompare corrente ai driver di uscita. Non è per questo che questo opamp è progettato. Molte applicazioni sono a bassissima frequenza, DC a poche decine di Hz al massimo. Un'applicazione tipica mostrata nel foglio dati è un monitor di corrente per un dispositivo a batteria, che sarà probabilmente vicino a CC.

Ad ogni modo, dovrai pagare caro per un così brutto opamp ;-). Seriamente, anche in grandi quantità l'LPV521 costa più di un dollaro, mentre puoi ottenere opamp comuni per 6 o 7 centesimi. È quel 500nW che stai pagando. Prova a trovare altri opamp che funzioneranno su una cella a bottone per 5 anni o più.

— stevenvh
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A scuola ho imparato che il prodotto Gain × Bandwith è una costante. Leggendo questa risposta mi chiedo se questa regola sia limitata dalla velocità di risposta. Secondo la mia opinione, la velocità di risposta non è influenzata dal feedback e quindi limita la larghezza di banda (guadagno unitario).

— jippie,

@jippie - GBW è costante, è corretto. Alle alte frequenze avrai un alto dV / dt (per un seno più alto quando attraversa lo zero), ma anche ad alto guadagno dV / dt è alto. Non puoi aumentarlo avendo entrambi. Se diminuisci il guadagno applicando il feedback la tua larghezza di banda aumenterà, consentirai segnali con un tempo di salita più elevato. La velocità di risposta è effettivamente costante.

— Stevenvh,

@stevenvh In un opamp compensato a polo dominante, la velocità di risposta massima è limitata dalla corrente di coda della coppia differenziale dello stadio di ingresso, cioè c'è solo tanta corrente disponibile (I = Cdv / dt) per far oscillare il condensatore di compensazione dello stadio VAS.

— Bitrex,

L' AD8553 ha una larghezza di banda ancora più piccola: 1 kHz.

— Federico Russo,

Cercherò prima una breve risposta e poi guarderò la scheda tecnica e il costo :-)

È molto probabilmente molto bassa potenza e / o può funzionare da bassa tensione. La bassa velocità consente una riduzione della potenza dinamica bassa e la mancanza di necessità di supportare alta potenza e velocità consente di mirare a una potenza inferiore.

È inoltre possibile valutare gli aspetti EMI bassi.

OK: guarda la scheda tecnica ...

Accidenti! Ho capito bene :-)
I primi paragrafi della scheda tecnica raccontano la storia. Enfasi molto forte sulla bassa potenza per una lunga durata nelle applicazioni della batteria e funzionamento a bassa tensione per adattarsi alla potenza della batteria.

Dicono:

LPV511:

Amplificatore operazionale di ingresso e uscita a micropower, rail-to-rail.
Il LPV511 è un micropower amplificatore operazionale che funziona in un range di tensione di alimentazione il più ampio 2.7V a 12V con specifiche garantite a 3V , 5V e 12V.

L'LPV511 presenta un eccellente rapporto velocità / potenza , assorbendo solo 880 nA di corrente di alimentazione con una larghezza di banda di 27 kHz.

Queste specifiche rendono l'LPV511 la scelta ideale per i sistemi alimentati a batteria che richiedono una lunga durata grazie a una bassa corrente di alimentazione, come strumentazione, condizionamento del sensore e monitoraggio della corrente della batteria.

L'LPV511 ha una gamma di input che include sia le guide di alimentazione per le applicazioni di rilevamento della batteria a terra sia quelle high side.

L'uscita LPV511 oscilla entro 100 mV di una delle rotaie per massimizzare la gamma dinamica del segnale in applicazioni a bassa fornitura.

Inoltre, l'uscita è in grado di fornire 650 µA di corrente quando alimentata da una batteria da 12V.

AGGIUNTO:

Durata della batteria:

Per la prospettiva - 880 nA o 0,88 uA è leggermente inferiore a un respiro di moscerini.

880 nA per un anno è 880 x 8765 / 1.000.000 mA / nA ~ = 8 mAh / anno.
Funzionato da 3 batterie alcaline AA con una capacità di circa 2500 mAh e un punto finale di 1 V / cella e senza considerazioni sulla durata di conservazione, è possibile eseguirne uno per circa 300 anni. Oppure, in una situazione del mondo reale con una durata di conservazione di 5 anni e metà della capacità assorbita dal degrado della batteria e una capacità iniziale di 2500 mAh, si tratta di circa 8 mAh / anno x 5 anni / (2500 x 50%)
= ~ 3% di la capacità della batteria disponibile.
vale a dire che potresti eseguirne 30 per 5 anni da 3 celle alcaline AA di buona qualità o avere molti altri circuiti e alcuni di questi con una durata di 5 anni. Oppure usa una cella a bottone Li nominale 3V e poche altre cose e ottieni buone vite.

— Russell McMahon
fonte

wow bassa larghezza di banda e capacità di guida terribile. Non ho fatto abbastanza analoghi a bassissima potenza per sapere se 880nA è un consumo di energia superiore per un amplificatore operazionale o no, ma a prima vista non sembra fantastico.

— akohlsmith

880 nA è un po 'meno di un respiro di moscerini. 880 nA per un anno è ~ = 8 mAh / anno. Gestito da 3 batterie alcaline AA senza considerare la durata di conservazione, è possibile eseguirne una per circa 300 anni. Oppure, in una situazione del mondo reale con una durata di conservazione di 5 anni e metà capacità rilevata dal degrado della batteria e una capacità iniziale di 2500 mAh, si tratta di circa il 3% della capacità della batteria disponibile. vale a dire che potresti eseguirne 30 per 5 anni da 3 celle alcaline AA di buona qualità o avere molti altri circuiti e alcuni di questi con una durata di 5 anni.

— Russell McMahon,

Sarebbero quindi 750 anni per LPV521. Ottima larghezza di banda a 6,2 kHz. Vedi la mia risposta

— Stevenvh,

@RussellMcMahon So cosa stavo facendo di sbagliato; Stavo confrontando la corrente di ingresso per gli op-amp che è quasi zero. Sarebbe un progetto interessante ora fare qualcosa di utile con loro!

— akohlsmith