Wie ändert sich das CMRR von Differenzverstärker-ICs im Laufe der Zeit?

Beim Entwerfen von präzisen Analogschaltungen stoße ich häufig auf Teile, die für meine Zwecke mehr als genau genug zu sein scheinen, in denen jedoch im Datenblatt nicht angegeben ist, wie sich die Schlüsselparameter im Laufe der Zeit ändern.

Im Moment schaue ich mir Datenblätter für Differenzverstärker an (z. B. den INA157 ), und das CMRR sieht besser aus als das, was ich mit erschwinglichen angepassten Widerstandsteilern (z . B. dem MAX5490 ) erreichen würde. Die Widerstandsverhältnisse driften jedoch mit der Zeit, wodurch das CMRR verringert wird.

Widerstandsteiler geben oft einen typischen Wert für diese Drift im Verhältnis an, sodass ich abschätzen kann, wie lange meine Schaltung ohne Neukalibrierung dauern kann. Während einige der Differenzverstärker, die ich gesehen habe, die Drift des Eingangsversatzes über die Zeit spezifizieren, habe ich noch keinen gesehen, der die Änderung des CMRR oder die Anpassung des Widerstandsverhältnisses über die Zeit spezifiziert.

Ich würde annehmen, dass die Parameter im Laufe der Zeit nicht viel über die anfänglichen Grenzen hinausdriften, und dies scheint z. B. für die Offset-Spannung vieler Operationsverstärker zu gelten, aber andererseits erinnere ich mich, dass ich nur 0,1% Resistoren gesehen habe angegeben, um innerhalb weniger tausend Stunden weniger als 2% (oder etwas in dieser Größenordnung) zu driften.

Jetzt frage ich mich: Gibt es eine Faustregel, um abzuschätzen, wie sich das CMRR (oder ähnliche Parameter ohne Alterungsspezifikation) entwickeln wird? Kann ich davon ausgehen, dass es auch nach einigen Jahren noch über der "Mindest" -Spezifikation bleibt? Wenn nicht, für wie viele Betriebsstunden bleibt die Datenblattspezifikation tatsächlich gültig?

— Medo42
quelle

Während die Widerstandswerte in Differenzverstärkern mit der Zeit driften, sind sie so konstruiert, dass sie sich alle auf ähnliche Weise ändern, sodass das CMRR aufgrund von Widerstandsänderungen nicht variieren sollte.

— Scott Seidman

Die Widerstände in angepassten Netzwerken sind ebenfalls so aufgebaut, und ihre Verhältnisse driften (wenn auch langsam), da die Widerstände nicht genau gleich altern . Beispielsweise spezifiziert der angepasste Widerstandsteiler MAX5490 eine Verhältnisänderung von 0,03%, die über 2000 Stunden bei 70 ° C typisch ist. Das scheint sehr klein zu sein, aber hohe CMRRs erfordern eine sehr genaue Anpassung. Zum Beispiel erfordert ein CMRR von 80 dB, dass die Verhältnisse der beiden Widerstandsteiler innerhalb von 0,02% übereinstimmen.

— Medo42

Haben Sie den Hersteller schon gefragt? Ich weiß die Antwort sicher nicht. Aber ich stelle mir vor, es gibt Leute im Geschäft, die es wissen, und sie arbeiten wahrscheinlich für National, Linear, TI, Maxim oder was auch immer. Keine Beleidigung für jemanden, den ich ausgelassen habe.

— Mkeith

@mkeith Noch nicht. Ich werde versuchen, eine E-Mail an Analog zu senden, da sie den IC herstellen, für den ich mich jetzt entschieden habe, und ich werde berichten, ob / wann ich eine Antwort bekomme.

— Medo42

Ich habe meine Frage jetzt erneut in der Engineer Zone von Analog Devices veröffentlicht: ez.analog.com/message/168215 .

— Medo42

Wenn das Datenblatt nicht die Details eines bestimmten Beitrags zum Fehler eines bestimmten Werts enthält, müssen Sie davon ausgehen, dass der Fehlerbeitrag bereits im Min / Max-Bereich des Werts berücksichtigt wird.

In Ihrem Beispiel zeigt das Datenblatt keine CMRR-Drift über die Zeit. Sie können daher davon ausgehen, dass diese Drift bereits in der min CMRR-Spezifikation berücksichtigt ist. Das bedeutet nicht, dass die CMRR nicht über die Zeit, die Temperatur, die Mondphase oder das, was Sie zum Frühstück hatten, driftet, sondern dass sie unter allen Kombinationen gültiger Bedingungen nicht unter das angegebene Minimum fällt.

Entwerfen Sie Ihre Schaltung so, dass sie die minimale CMRR toleriert, und alles sollte in Ordnung sein. Meistens werden Sie besser, aber darauf können Sie sich nicht verlassen.

Beachten Sie, dass dies auch bedeutet, dass die Durchführung der Kalibrierung auf die Anfangsbedingungen beim ersten Einschalten keine Garantie bietet. Tatsächlich verschlimmert dies den schlimmsten Fall, da dadurch der Fehlerwert versetzt wird. Angenommen, ein Parameter liegt garantiert zwischen 95 und 105, wobei 100 der Nennwert ist. Das bedeutet, dass das Gerät jederzeit und aus irgendeinem Grund zwischen 95 und 105 herumdriften kann. Wenn es bei der Kalibrierung zufällig bei 105 liegt, erhalten Sie 90, wenn das Gerät auf 95 abweicht, wenn der externe Schaltkreis 5 subtrahiert .

Um eine Kalibrierung mit irgendwelchen Garantien durchzuführen, muss der Parameter, den Sie kalibrieren, in Anfangsgenauigkeit und Langzeitdriftkomponenten unterteilt werden. Wenn das Gerät, das Sie verwenden möchten, nicht auf diese Weise angegeben ist, wenden Sie sich entweder an den Hersteller, um festzustellen, ob möglicherweise weitere Details verfügbar sind, oder verwenden Sie ein anderes Teil.

— Olin Lathrop
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Ich finde das eine überraschend starke Interpretation der Spezifikationen. Ich bin immer davon ausgegangen, dass Hersteller dies in ihren Datenblättern erwähnen würden, wenn sie Langzeittests ihrer Komponenten durchführen würden - und wie könnten sie ohne diese langfristige Versprechungen machen? Ich bin sicher, Sie haben Erfahrung hinter dieser Behauptung, aber können Sie mich auf eine Lehrbuch- / Herstellererklärung als Quelle verweisen?

— Medo42

@Med: Sie versuchen zu viel in das Datenblatt einzulesen. Ihnen wird nur garantiert, was es heißt, dass Sie garantiert sind. Wenn Sie versuchen zu erraten, mit was Sie sonst noch davonkommen können, geraten Sie in Schwierigkeiten. Hersteller wissen normalerweise viel mehr über ihre Geräte als sie in Datenblätter eintragen. Wenn Sie der Meinung sind, dass ein Gerät möglicherweise zusätzliche Eigenschaften aufweist, die nicht angegeben sind, wenden Sie sich an einen Anwendungstechniker des Unternehmens.

— Olin Lathrop

Ich bin mir nicht sicher, wie ich das verstehen soll. Sie scheinen in Ihrer Antwort und Ihrem Kommentar zwei gegensätzliche Punkte zu vertreten - zuerst schlagen Sie vor, dass ich mich auf die Min / Max-Werte verlassen kann, um langfristig zu halten, wenn im Datenblatt keine Langzeitdrift angegeben ist, und dann sagen Sie, ich sollte nicht Verlassen Sie sich nicht auf Dinge, die nicht im Datenblatt angegeben sind. Welches ist es?

— Medo42

@Med: Sie können sich nur auf die im Datenblatt angegebenen Dinge verlassen, es sei denn, Sie erhalten zusätzliche Informationen vom Hersteller. Wenn jedoch Drift nicht gesondert angegeben wird, dann wird die langfristig im Bereich der Wert wird im Datenblatt angegeben. Wenn nicht erwähnt wird, dass ein Wert nur für einige Zeit gültig ist, können Sie davon ausgehen, dass er über die gesamte Lebensdauer des Teils gilt, vorausgesetzt, die absoluten Höchstgrenzen wurden jederzeit eingehalten.

— Olin Lathrop

Ok, danke für die Klarstellung und auch für deine Antwort. Ich wollte oben nur fragen, ob Sie eine Quelle zur Bestätigung Ihrer Antwort angeben können (dh, dass die Langzeitdrift in den Min / Max-Spezifikationen enthalten ist, sofern nicht separat erwähnt), da ich immer davon ausgegangen bin, dass die Min / Max-Spezifikationen Ihnen nur die anfängliche Genauigkeit geben. Ich lese also weniger in das Datenblatt als Sie und fand Ihren Kommentar daher überraschend.

— Medo42