¿Cómo cambia el CMRR de los CI de amplificador de diferencia con el tiempo?

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Al diseñar circuitos analógicos de precisión, a menudo me encuentro con partes que parecen ser lo suficientemente precisas para mis propósitos, pero donde la hoja de datos no especifica cómo cambiarán los parámetros clave con el tiempo.

En este momento, estoy viendo hojas de datos para amplificadores de diferencia (por ejemplo, el INA157 ), y el CMRR se ve mejor de lo que lograría al usar divisores de resistencia emparejados asequibles (por ejemplo, el MAX5490 ). Sin embargo, las relaciones de resistencia se desplazarán con el tiempo, lo que reducirá la CMRR.

Los divisores de resistencia a menudo dan un valor típico para esta relación de deriva, por lo que puedo estimar cuánto tiempo puede pasar mi circuito sin recalibración. Sin embargo, si bien algunos de los amplificadores de diferencia que vi especifican la deriva del desplazamiento de entrada a lo largo del tiempo, todavía no vi uno que especifique el cambio en CMRR o la coincidencia de la relación de resistencia con el tiempo.

Supongo que los parámetros no irán mucho más allá de los límites iniciales con el tiempo, y esto parece ser cierto, por ejemplo, para el voltaje de compensación de muchos amplificadores operacionales, pero por otro lado, recuerdo haber visto 0.1% de resistores que solo eran especificado para derivar menos del 2% (o algo a lo largo de esa magnitud) en unos pocos miles de horas.

Ahora me pregunto: ¿hay alguna regla general para estimar cómo se desarrollará el CMRR (o parámetros similares sin especificación de envejecimiento)? ¿Puedo suponer que permanecerá por encima de la especificación "mínima" incluso después de algunos años de uso? Si no, ¿por cuántas horas de uso la especificación de la hoja de datos sigue siendo válida?

Medo42
fuente
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Si bien los valores de resistencia en los amplificadores de diferencia se desplazarán con el tiempo, están construidos para que todos cambien de manera similar, por lo que CMRR no debería variar debido a los cambios de resistencia.
Scott Seidman
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Las resistencias en las redes coincidentes también se construyen de esta manera, y sus relaciones se desvían (aunque lentamente), ya que las resistencias no envejecen exactamente de la misma manera. Por ejemplo, el divisor de resistencia emparejado MAX5490 especifica un cambio de relación de 0.03% típico durante 2000 horas a 70 ° C. Eso parece muy pequeño, pero los CMRR altos requieren una correspondencia muy precisa. Por ejemplo, un CMRR de 80dB requiere que las proporciones de los dos divisores de los resistores coincidan con 0.02%.
Medo42
¿Ya le has preguntado al fabricante? Ciertamente no sé la respuesta. Pero imagino que hay personas en el negocio que sí lo saben, y que probablemente trabajan para nacional, lineal, TI, Maxim o lo que sea. Sin ofender a nadie que dejé fuera.
mkeith
@mkeith Todavía no. Intentaré enviar un correo electrónico a Analog, porque hacen el IC que resolví por ahora, y reportaré si / cuando recibo una respuesta.
Medo42
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Volví a publicar mi pregunta en la Zona de ingenieros de Analog Devices ahora: ez.analog.com/message/168215 .
Medo42

Respuestas:

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Si la hoja de datos no muestra los detalles de una contribución particular al error de algún valor, entonces debe suponer que la contribución del error ya se tiene en cuenta en el rango mínimo / máximo del valor.

En su ejemplo, la hoja de datos no muestra la deriva de CMRR con el tiempo. Por lo tanto, puede suponer que esta deriva ya se tiene en cuenta en la especificación mínima de CMRR. Eso no significa que el CMRR no se desplace con el tiempo, la temperatura, la fase de la luna o lo que desayunó, sino que no irá por debajo del mínimo especificado en todas las combinaciones de condiciones válidas.

Diseñe su circuito para tolerar el mínimo CMRR, y todo debería estar bien. La mayoría de las veces mejorará, pero no puede confiar en eso.

Tenga en cuenta que esto también significa que realizar la calibración a las condiciones iniciales encontradas en el primer encendido no ofrece ninguna garantía. De hecho, empeora el peor de los casos, ya que esto agregará un desplazamiento al valor de error. Por ejemplo, supongamos que se garantiza que un parámetro sea de 95 a 105, siendo 100 el nominal. Eso significa que el dispositivo podría en cualquier momento, por cualquier motivo, desplazarse entre 95 y 105. Si sucede que está en 105 cuando realiza la calibración, al hacer que el circuito externo reste 5, obtendrá 90 cuando el dispositivo se desplace a 95 .

Para realizar la calibración con cualquier garantía, el parámetro que calibre debe separarse en precisión inicial y componentes de deriva a largo plazo. Si el dispositivo que está tratando de usar no se especifica de esa manera, hable con el fabricante para ver si hay más detalles disponibles o use una parte diferente.

Olin Lathrop
fuente
Me parece una interpretación sorprendentemente fuerte de las especificaciones. Siempre supuse que los fabricantes lo mencionarían en sus hojas de datos si tenían pruebas a largo plazo de sus componentes, y sin ellos, ¿cómo podrían hacer promesas a largo plazo? Estoy seguro de que tiene experiencia detrás de esa afirmación, pero ¿puede señalarme alguna declaración de libro de texto / fabricante como fuente?
Medo42
@Med: está intentando leer demasiado en la hoja de datos. Solo tiene garantizado lo que dice que tiene garantizado. Intentar adivinar con qué más puede salirse con la suya lo meterá en problemas. Los fabricantes generalmente saben mucho más sobre sus dispositivos que lo que ponen en las hojas de datos. Si cree que un dispositivo puede tener caracteres adicionales que no están especificados, hable con un ingeniero de aplicaciones de la compañía.
Olin Lathrop
No estoy seguro de cómo entender eso. Parece que está tomando dos puntos opuestos en su respuesta y comentario: primero sugiere que puedo confiar en los valores mínimo / máximo para mantener a largo plazo si la deriva a largo plazo no se especifica en la hoja de datos, y luego dice que no debería No confíe en cosas no especificadas en la hoja de datos. Cual es
Medo42
@Med: solo puede confiar en las cosas especificadas en la hoja de datos, a menos que obtenga información adicional del fabricante. Sin embargo, si la deriva no se especifica por separado, entonces el rango a largo plazo del valor se especifica en la hoja de datos. Si no se menciona que un valor solo es válido durante un tiempo, puede suponer que se aplica durante la vida útil de la pieza, suponiendo que se respetaron los límites máximos absolutos en todo momento.
Olin Lathrop
Ok, gracias por aclarar y también por tu respuesta. Solo quería preguntarle anteriormente si puede proporcionar una fuente para confirmar su respuesta (es decir, que la deriva a largo plazo se incluye en las especificaciones mín. / Máx. A menos que se mencione por separado), porque siempre supuse que las especificaciones mín. / Máx. Solo le daban precisión inicial . Por lo tanto, estoy leyendo menos en la hoja de datos que usted y, por lo tanto, su comentario me pareció sorprendente.
Medo42