Сенсорные интерфейсы на базе мультидифференциальных операционных усилителей

УДК 621.372.57

С.Г. Крутчинский, И.П. Щербинин

СЕНСОРНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ НА БАЗЕ МУЛЬТИДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

В современных системах ЦОС наиболее потребляющей частью являются аналоговые интерфейсы сенсорных элементов, что накладывает ограничение на использование аналоговых интерфейсных модулей (АИМ) в автономных приложениях и в системах на кристалле.

Анализ современных операционных усилителей (ОУ), показывает, что 50 % общей потребляемой мощности необходимы для работы выходных каскадов. Т.о. сократить потребление АИМ можно, используя в качестве базового элемента многовходовой ОУ, так называемый мультидифференциальный усилитель (МОУ) [1].

Эффект от применения МОУ можно проиллюстрировать на примере инструментальных усилителей (ИУ) для сенсоров мостового типа. Классический инструментальный ИУ строится на основе трех ОУ, в то время как для этих же целей достаточно одного МОУ. Т.о. использование МОУ позволяет уменьшить потребляемую мощность и сократить количество прецизионных пассивных элементов схемы.

Сокращение потребления АИМ, как правило, приводит к ухудшению частотных и скоростных свойств. Расширения диапазона рабочих частот можно достичь использованием принципов собственной компенсации (рис 1) [2].

Рис.1 АИМ на основе МОУ с применением собственной компенсации.

Моделирование в среде Р8Р18Е показывает, что схема с использованием МОУ и принципов собственной компенсации (рис.1) позволяет уменьшить потребление АИМ практически в 100 раз и расширить диапазон рабочих частот, по сравнению с современным (разработка 2004 г.) АИМ Д08555 при соответствии остальных основных качественных показателей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

1. Старченко Е.И. Мультидифференциальные операционные усилители. Сборник трудов МНПС "ПСАЭ" 2002. с.35-40.

2. Крутчинский С.Г. Структурный синтез аналоговых электронных схем. Ростов н/д СКНЦ Вш. 2001. с.185.