Nanopower-Operationsverstärker mit minimalem Stromverbrauch

| Redakteur: Kristin Rinortner

(Bild: TI)

Texas Instruments sorgt mit dem Nanopower-Operationsverstärker LPV821 für eine Senkung des System-Stromverbrauchs und eine maximale Batterielebensdauer in IoT- und Industrieanwendungen sowie elektronischen Kleingeräten.

Texas Instruments hat eigenen Angaben zufolge den ersten Operationsverstärker auf den Markt gebracht, der eine hohe Genauigkeit mit der geringsten Stromaufnahme der Industrie kombiniert. Mit dem Zero-Drift/Nanopower-Operationsverstärker LPV821 können Entwickler ein Maximum an DC-Genauigkeit erreichen, während die Leistungsaufnahme um 60% geringer ist als bei konkurrierenden Zero-Drift-Bausteinen. Einsatzgebiete sind Präzisions-Anwendungen wie drahtlose Sensorknoten, Heim- und Fabrikautomations-Ausrüstungen und tragbare elektronische Geräte.

Trotz seiner im Nanoampere-Bereich liegenden Stromaufnahme soll sich der LPV821 laut Hersteller durch optimierte Werte in Bezug auf Nullpunktfehler, Drift und 1/f-Rauschen (Funkelrauschen) auszeichnen. Mit der Stromaufnahme von 650 nA bewirkt der Chip eine Verlängerung der Batterielebensdauer und ermöglicht in Präzisions-Systemen knappere Leistungsbudgets als konkurrierende Zero-Drift-Bausteine.

Die Zero-Drift-Technologie von TI ermöglicht einen niedrigen Anfangs-Nullpunktfehler (Offset) von 10 µV und eine Offsetdrift von 0,02 µV/°C. Dies eliminiert die Temperaturdrift und das Funkelrauschen und gibt Ingenieuren die Möglichkeit, ein Höchstmaß an DC-Genauigkeit und eine dynamische Fehlerkorrektur zu erzielen. Mit der Selbstkalibrierung lassen sich Systementwicklungs-Kosten senken und schnellere Markteinführungszeiten erreichen.

Die Nanopower-Technik ermöglicht ständig eingeschaltete Anwendungen beispielsweise für die fortlaufende Blutzucker-Überwachung und andere Applikationen mit elektrochemischen Zellen. Darüber hinaus reduziert die geringe Stromaufnahme den externen Schaltungsaufwand für das Ein- und Ausschalten des Verstärkers. Ein Eingangs-Bias-Strom von 7 pA und ein Funkelrauschen von 3,9 µVp-p erlauben den Einsatz an Sensoren mit hoher Impedanz, was in Präzisionssystemen für genauere Messungen sorgt.

Ingenieure können den Operationsverstärker mit dem Nanopower-Komparator TLV3691 oder dem Nanopower-A/D-Wandler ADS7142 kombinieren, um einen Grenzwert zu programmieren, bei dessen Überschreitung automatisch ein Mikrocontroller wie der SimpleLink Sub-1GHz MCU CC1310 aktiviert wird, um den System-Stromverbrauch weiter zu reduzieren.

Entwickler können mit dem zum Download verfügbaren SPICE-Modell TINA-TI ihre Designs simulieren. Als Starthilfe für das Design von Gassensor-Systemen mit dem LPV821 gibt es außerdem die Referenzdesigns „Always-On Low-Power Gas Sensing with 10+ Year Coin Cell Battery Life“ und „Micropower Electrochemical Gas Sensor Amplifier“.

Vorserien-Muster des Operationsverstärkers LPV821 im SOT-23-Gehäuse (Small Outline Transistor) mit 5 Pins sind im TI-Store und bei autorisierten Distributoren verfügbar. Die Preise beginnen bei 0,80 US-Dollar (ab 1000 Stück).

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