česky english Vítejte, dnes je úterý 05. březen 2024

Analogová cesta jako vaše vizitka

DPS 3/2021 | Články
Autor: Ing. Jan Robenek

Pokud jde o vývoj měřicího systému, nemusí se v elektronice zdaleka jednat pouze o samotná čidla. Do hry totiž vstupuje i řada dalších, podpůrných obvodů se společným jmenovatelem v podobě analogového základu a silných požadavků na vykazovanou přesnost.

Obr.č. 1 RTC (jpg)

Na první dobrou

Vývojáři stojící před návrhem bateriově napájených senzorů, které následně prohlásí za součást internetu věcí, musí přijít se systémem, který nepřitíží omezenému zdroji energie a při zkoumání skutečných napětí, tlaků, sil apod. neohrozí ani dosahovanou přesnost měření. V ideálním případě si taková řešení vystačí s minimem kalibrací, příp. se bez nich obejdou úplně a precizní výsledky vždy zajistí hned napoprvé. V náročných průmyslových podmínkách je kromě toho nerozhodí ani extrémní výkyvy teplot, rozmary vlhkosti či mechanické namáhání.

Při volbě základních a nepostradatelných „stavebních kamenů“ se vyplatí poohlédnout se po nových součástkách od společnosti Maxim Integrated. Výrobce na sklonku února [1] v této souvislosti představil hned tři obvody – přístrojový zesilovač MAX41400, precizní operační zesilovač MAX40108 a ještě i hodiny reálného času RTC MAX31343 s integrovaným oscilátorem MEMS. Jakými vlastnostmi hodlá zaujmout?

 

Obr. č. 2 vnitřní zapojení (png)

1 V pokořen

Nízkopříkonový, precizní přístrojový zesilovač s nastavitelným ziskem, obvod MAX41400 [2] se zjednodušeným blokovým diagramem na obr. 2, očekává napájení v rozmezí od 1,7 do 3,6 V. CMOSová struktura se vstupy a výstupy typu rail-to-rail zde vykazuje vstupní napěťový offset max. 25 μV společně s typickým klidovým odběrem 65 μA. Výrobce dává na výběr mezi 10vývodovým pouzdrem typu TDFN o rozměrech 2,5 × 2,0 mm a 9vývodovým provedením WLP o velikosti jen 1,26 × 1,23 mm.

 

Obr.č. 3 RTC MAX (jpg)

Pro pokles o –3 dB dosahuje šířka pásma 28 kHz. Vnitřní EMI filtry pak dále chrání před vf rušením a nežádoucími interferencemi. Pevně dané zesílení nyní volíme v osmi krocích od 10 do 250 V/V, zatímco se příslušné rezistory znovu nachází uvnitř pouzdra, čímž dále minimalizujeme ujíždění zisku s teplotou. Součástka pracující až do +125 °C se uplatní jako rozhraní pro senzory s přesahem do široké oblasti lékařské elektroniky.

Nenáročný obvod MAX40108 [3] se pasuje do role přesného operačního zesilovače s nejnižším napájecím napětím ve své třídě, které začíná již na 0,9 V. Tomu rovněž odpovídají rozměry volitelného pouzdra typu WLP se šesti vývody o velikosti 1,22 × 0,92 mm. Typická klidová spotřeba prvku s rail-to-rail vstupy i výstupy a GBW 168 kHz dosahuje 25,5 μA. Vstupní napěťový offset CMOSové součástky se stejným teplotním rozsahem činí 1 μV (typ.). Vnitřní řešení poslední novinky – RTC MAX31343 [4] s možností záložního napájení, rozhraním I²C a přesností ±5 ppm, tedy ±0,432 vteřiny za den konečně sledujeme na obr. 3. Obvod s osmi vývody pracuje do +85 °C, přičemž menší ze dvojice pouzder zabere jen 2,1 × 2,3 mm.

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.maximintegrated.com/en/aboutus/newsroom.html/pr_1952726269

[2] Obvody MAX41400, https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/amplifiers/MAX41400.html

[3] Obvody MAX40108, https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/amplifiers/MAX40108.html

[4] Obvody MAX31343, https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/real-time-clocks/MAX31343.html