Bagaimana CMRR IC penguat perbedaan berubah dari waktu ke waktu?

11

Saat mendesain sirkuit analog presisi, saya sering menemukan bagian yang tampaknya lebih dari cukup akurat untuk keperluan saya, tetapi di mana lembar data tidak menentukan bagaimana parameter kunci akan berubah seiring waktu.

Saat ini, saya sedang melihat lembar data untuk amplifier perbedaan (misalnya INA157 ), dan CMRR terlihat lebih baik daripada apa yang akan saya capai dengan menggunakan pembagi resistor yang terjangkau dan terjangkau (misalnya MAX5490 ). Namun, rasio resistor akan melayang seiring waktu, yang akan mengurangi CMRR.

Pembagi resistor sering memberikan nilai tipikal untuk rasio penyimpangan ini, jadi saya dapat memperkirakan berapa lama rangkaian saya dapat berjalan tanpa kalibrasi ulang. Namun, sementara beberapa perbedaan penguat yang saya lihat tentukan input offset drift dari waktu ke waktu, saya belum melihat yang menentukan perubahan CMRR atau rasio resistor yang cocok dari waktu ke waktu.

Saya akan berasumsi bahwa parameter tidak akan melayang jauh melampaui batas awal dari waktu ke waktu, dan ini tampaknya benar misalnya untuk tegangan offset dari banyak op amp, tetapi di sisi lain, saya ingat melihat 0,1% reseptor yang hanya ditentukan untuk melayang kurang dari 2% (atau sesuatu sepanjang itu) dalam beberapa ribu jam.

Sekarang saya bertanya-tanya: Apakah ada beberapa aturan praktis untuk memperkirakan bagaimana CMRR (atau parameter serupa tanpa spesifikasi penuaan) akan berkembang? Dapatkah saya berasumsi bahwa itu akan tetap di atas spesifikasi "minimum" bahkan setelah beberapa tahun digunakan? Jika tidak, untuk berapa jam penggunaan apakah spesifikasi lembar data tetap valid?

datasheet common-mode precision drift Medo42
sumber
1
Sementara nilai-nilai resistor dalam amplifier perbedaan akan melayang dari waktu ke waktu, mereka dibangun sehingga mereka semua akan berubah dengan cara yang sama, sehingga CMRR tidak boleh bervariasi karena perubahan resistor.
Scott Seidman
2
Resistor dalam jaringan yang cocok juga dibangun dengan cara ini, dan rasio mereka melayang (meskipun lambat), karena resistor tidak menua dengan cara yang persis sama. Sebagai contoh, pembagi resistor yang cocok dengan MAX5490 menentukan perubahan rasio khas 0,03% selama 2000 jam pada 70 ° C. Tampaknya sangat kecil, tetapi CMRR tinggi menuntut pencocokan yang sangat tepat. Sebagai contoh, CMRR 80dB membutuhkan rasio dari dua pembagi resitor harus dicocokkan dalam 0,02%.
Medo42
Sudahkah Anda bertanya ke pabrikan? Saya tentu tidak tahu jawabannya. Tetapi saya membayangkan ada orang-orang dalam bisnis yang tahu, dan mereka mungkin bekerja untuk nasional, linier, TI, Maxim atau apa pun. Jangan tersinggung siapa pun yang saya tinggalkan.
mkeith
@keith Belum. Saya akan mencoba mengirim email ke Analog, karena mereka membuat IC yang saya setujui untuk saat ini, dan saya akan melaporkan jika / ketika saya mendapat jawaban.
Medo42
2
Saya memposting ulang pertanyaan saya di Zone Engineer Perangkat Analog sekarang: ez.analog.com/message/168215 .
Medo42

Jawaban:

2

Jika lembar data tidak menampilkan detail kontribusi tertentu untuk kesalahan beberapa nilai, maka Anda harus mengasumsikan bahwa kontribusi kesalahan sudah diperhitungkan dalam kisaran min / maks nilai.

Dalam contoh Anda, lembar data tidak menunjukkan penyimpangan CMRR dari waktu ke waktu. Karena itu Anda dapat mengasumsikan bahwa penyimpangan ini sudah diperhitungkan dalam spesifikasi CMRR min. Itu tidak berarti CMRR tidak akan melayang dari waktu ke waktu, suhu, fase bulan, atau apa yang Anda miliki untuk sarapan, tetapi itu tidak akan pergi di bawah minimum yang ditentukan di bawah semua kombinasi kondisi yang valid.

Desain sirkuit Anda untuk mentolerir CMRR minimum, dan semua harus beres. Sebagian besar waktu Anda akan menjadi lebih baik dari itu, tetapi Anda tidak bisa mengandalkan itu.

Perhatikan bahwa ini juga berarti melakukan kalibrasi terhadap kondisi awal yang ditemukan saat powerup pertama tidak memberikan jaminan. Bahkan, itu membuat kasus terburuk menjadi lebih buruk karena ini akan menambah offset ke nilai kesalahan. Misalnya, katakanlah parameter dijamin dari 95 hingga 105, dengan 100 sebagai nominal. Itu berarti perangkat bisa kapan saja, dengan alasan apa pun, melayang di antara 95 dan 105. Jika kebetulan berada di 105 ketika Anda melakukan kalibrasi, dengan memiliki sirkuit eksternal kurangi 5, Anda akan mendapatkan 90 ketika perangkat melayang ke 95 .

Untuk melakukan kalibrasi dengan jaminan apa pun, parameter yang Anda kalibrasi harus dipisahkan menjadi akurasi awal dan komponen drift jangka panjang. Jika perangkat yang Anda coba gunakan tidak ditentukan dengan cara itu, bicaralah dengan produsen untuk melihat apakah ada lebih banyak detail, atau menggunakan bagian yang berbeda.

Olin Lathrop
sumber
Saya menemukan bahwa interpretasi yang sangat kuat dari spesifikasi. Saya selalu berasumsi bahwa produsen akan menyebutkannya dalam lembar data mereka jika mereka memiliki tes jangka panjang dari komponen mereka - dan tanpa itu, bagaimana mereka bisa membuat janji jangka panjang? Saya yakin Anda memiliki pengalaman di balik klaim itu, tetapi dapatkah Anda mengarahkan saya pada beberapa buku teks / pernyataan pabrikan sebagai sumber?
Medo42
@ Me: Anda mencoba membaca terlalu banyak ke dalam lembar data. Anda hanya dijamin apa yang dikatakan Anda dijamin. Mencoba menebak apa lagi yang bisa Anda dapatkan akan membuat Anda kesulitan. Produsen biasanya tahu lebih banyak tentang perangkat mereka daripada yang mereka masukkan dalam lembar data. Jika menurut Anda suatu perangkat mungkin memiliki karakteristik tambahan yang tidak ditentukan, bicarakan dengan insinyur aplikasi dari perusahaan.
Olin Lathrop
Saya tidak yakin bagaimana memahaminya. Anda tampaknya mengambil dua poin yang berlawanan dalam jawaban dan komentar Anda - pertama-tama Anda menyarankan agar saya bisa mengandalkan nilai min / max untuk menahan jangka panjang jika penyimpangan jangka panjang tidak ditentukan dalam lembar data, dan kemudian Anda mengatakan saya tidak boleh dapat mengandalkan hal-hal yang tidak ditentukan dalam lembar data. Yang mana itu?
Medo42
@Med: Anda hanya bisa mengandalkan hal-hal yang ditentukan dalam lembar data, kecuali Anda mendapatkan informasi tambahan dari pabrikan. Namun, jika pergeseran tidak ditentukan secara terpisah, maka jangka panjang berkisar nilai yang ditentukan dalam datasheet. Jika tidak disebutkan bahwa suatu nilai hanya valid untuk beberapa waktu, maka Anda dapat mengasumsikan itu berlaku sepanjang umur komponen, dengan asumsi batas maksimum absolut dipatuhi setiap saat.
Olin Lathrop
Ok, terima kasih telah menjelaskan dan juga atas jawaban Anda. Saya hanya ingin bertanya di atas apakah Anda dapat memberikan sumber untuk mengonfirmasi jawaban Anda (yaitu bahwa penyimpangan jangka panjang termasuk dalam spesifikasi min / max kecuali disebutkan secara terpisah), karena saya selalu mengasumsikan spesifikasi min / max hanya memberi Anda akurasi awal . Jadi, saya kurang membaca lembar data daripada Anda, dan dengan demikian komentar Anda mengejutkan.
Medo42