Archiwum. Automatyzacja realna czyli nieznana. 5 OPA
Idea wzmacniacza operacyjnego krystalizowała się od 1936 roku wraz z analizatorem różniczkowym czyli późniejszą udoskonaloną maszyną analogową.
Lampową parę różnicowa odkrył genialny Anglik Alan Blumlein w 1936 roku. To jeden z najważniejszych wynalazków elektroniki. Bez par różnicowych nie ma żadnych analogowych monolitycznych układów liniowych i układów mieszanych. Para różnicowa może być lampowa, bipolarna, JFet, MOS i CMOS. Dryft super symetrycznej pary różnicowej na tranzystorach bipolarnych może być 10 tysięcy razy mniejszy (2mV/C → 0.2 uV/C) niż tranzystora. Para jest znacznie bardziej liniowa i może dać większy sygnał wyjściowy. Wejściowy i wyjściowy sygnał różnicowy pary jest mało podatny na zakłócenia, także w transmisji. Bazująca na parach różnicowych logika ECL jest najszybsza ze wszystkich.
Geniusz pracując dla koncernów uzyskał w krótkim okresie aż 128 istotnych patentów w dziedzinie telekomunikacji, telewizji, radaru, dźwięku stereofonicznego i jego zapisu. Jego śmierć ( zaledwie 38 lat ) w wypadku lotniczym przy teście radaru z opracowywanym tajnym magnetronem w 1942 roku trzymano w tajemnicy przez 3 lata.
Idee i schemat stosowanego do dziś układu odchylania poziomego w TV opatentował w 1932 roku. Kluczowanie poziomu czerni to jego patent z 1933 roku.
Jednym z pierwszych zastosowań pary różnicowej był szybki przerzutnik Schmidta, który odegrał dużą role w rozwoju elektroniki, pozwalając m.in. uzyskać synchronizacje w oscyloskopie.
Innowacyjna kiedyś Europa rządziła światem ale swoją pozycje trwale utraciła w obu Wojnach Światowych. Centrum cywilizacji naukowo- technicznej już na koniec XIX wieku przesunęło się do USA. To w Ameryce w prywatnym AT&T - Bell Laboratories dokonano odkryć wszechczasów – tranzystora bipolarnego a potem MOS. W należącym do AT&T Western Electric pracował też Blumlein.
W mikroelektronice Europa Zachodnia jest słaba. Japonia z ogromną determinacją i dyscypliną uzyskała silną pozycje a teraz jeszcze bardziej zdeterminowana jest Korea Południowa.
Rozwój jest ewolucyjnym procesem ciągłym ale jednak kraje z mądrymi rządami są w stanie dogonić liderów cywilizacji.
Analogowe i mieszane układy monolityczne stają się coraz bardziej skomplikowane. Osobne układy scalone wzmacniacza IF TVC i układ demodulatora VSB ( tam są praktycznie tylko pary różnicowe !) scalono w układ TDA440. Ale w kolejnych układach dodano jeszcze układ demodulatora częstotliwości nośnej dla Automatycznej Regulacji Częstotliwości AFC. Tak samo scalane są układy dla telewizyjnego dekodera kolorów. W końcu zostanie scalony w jednym układzie cały tor sygnałowy TVC.
W nowoczesnych układach wzmacniaczy szerokopasmowych ( obecnie sięgających pasmem do 2 GHz ) należy wybierać konfiguracje dającą jak największe pole wzmocnienia. Najlepsze (pomijając wzmacniacz z równoległą korekcją indukcyjną i korekcją szeregową 8,9 ) są pod tym względem dwójki (6,7) i trójki (od niedawna, brak na wykresie ) ze sprzężeniem zwrotnym. Dodatkowo nie stosuje się w nich (często regulowanych, pracochłonność !) elementów korekcyjnych L-C co jest ogromną zaletą w implementacji monolitycznej . Pomijając pojemności tranzystorów Pole Wzmocnienia jest zawsze proporcjonalne do częstotliwości granicznej tranzystorów Ft.
Na wykresie pokazano iloczyn GB dla argumentu Wg/Wt. Dla praktycznej wartości tego argumentu do około 0.1-0.15 wartość GB dochodzi dla tych konfiguracji dwustopniowych do 0.95. [1-wzmacniacz oporowy, 2-wzmacniacz z oporowym sprzężeniem emiterowym, 3-wzmacniacz ze sprzężeniem kolektorowym, 4-wzmacniacz z pojemnościową korekcją sprzężenia emiterowego, 6-dwójka z lokalnym mieszanym sprzężeniem zwrotnym, 7-dwójka ze sprzężeniem dwustopniowym ].
Obecnie monolityczne wzmacniacze szerokopasmowe ( To nie są wzmacniacze operacyjne. Są bardzo użyteczne i coraz szerzej stosowane) stosują tylko tranzystory NPN. Zatem zastosowanie w produkcji OPA technologii dającej równie szybkie tranzystory PNP i lepszych konfiguracji da przyszłe wzmacniacze operacyjne o trudnej dziś do wyobrażenia szybkości.
Pierwszy niewielki lampowy moduł ( building block czyli cegła do muru ) wzmacniacza operacyjnego produkowano od 1952 roku. Zastosowano w nim oczywiście wejściową parę quasi - różnicową ( podwójna trioda ) typową dla OPA także obecnie. Amerykańska lampa 12AX7A to europejska lampa ECC83.
Bipolarny układ OPA LT1012 to trochę rozbudowany (do 43 tranzystorów ) i produkowany nowszą technologią układ SuperBeta LM108. W polskiej literaturze układ LM108 jest dobrze omówiony i nie ma potrzeby powtarzania informacji. W zależności od grupy selekcyjnej LT1012 ma napięcie niezrównoważenia zaledwie 8 – 20 uV !
Ponieważ zastosowano w nim kompensacje prądu polaryzacji wejść ( prosty układ wokół tranzystora Q13 ) to zmniejszono go z circa 1 nA do +-40 pA ( w podwyższonej temperaturze jest mniejszy niż dla typu JFet ) ale dryft prądu niezrównoważenia zmniejszono niewiele. Znacznej poprawie uległy wszystkie parametry !
Obecnie produkowanych jest wiele uniwersalnych typów OPA i typów dedykowanych do obszarów zastosowań. Uproszczone OPA są elementem składowym bardziej skomplikowanych układów monolitycznych.
Specyficznym typem szerokopasmowego wzmacniacza jest komparator pracujący bez zewnętrznego ujemnego sprzężenia zwrotnego.
-OPA występują praktycznie w każdym przyrządzie pomiarowym i elektronice profesjonalnej. Studyjny sprzęt Audio, a szczególnie stoły mixerskie, zdominowały niskoszumne o małych THD układy OPA NE5532 i każda współczesna piosenka przeszła przez najmniej kilkanaście takich OPA.
-Mimo użycia monolitycznych układów dedykowanych, OPA nadal są stosowane w telefonicznych centralach PWM i są stosowane w schyłkowej telefonii nośnej
-W elektronice wbudowanej obsługują analogowe wejścia i wyjścia
-Są od lat powszechnie stosowane w masowym japońskim sprzęcie Audio wysokiej jakości zastępując przestarzałe układy dyskretne nadal używane w Europie. Zawsze są użyte w serwomechanizmach magnetowidu. Używane są w odtwarzaczach CD.
-Popularne monolityczne wzmacniacze mocy Audio dobrej jakości jak TDA2020, TDA2030 ( ten ostatni jako odpowiednik produkowany jest w NRD ) mają konfiguracje wzmacniacza operacyjnego i ich zastosowanie często pozwala radykalnie uprościć konstrukcje urządzeń nie Audio.
OPA są w układzie monolitycznym cząstką:
-Modulatora z przełączanymi pojemnościami w ADC Sigma Delta. Kilku OPA w IC towarzyszy też komparator
-DAC z wyjściem napięciowym
-Wzmacniacza różnicowego Instrumental Amplifier w ilości 1, 2 lub 3 sztuk choć stosowane są także specyficzne rozwiązania IA tylko bazujące na podstawowych elementarnych rozwiązaniach OPA
-Programmable Gain Amplifier PGA to IA z przełącznikami CMOS zmieniającymi wzmocnienie według podanego sygnału cyfrowego. Dzięki temu jeden PGA z multiplexerem może obsługiwać przeróżne sensory i sygnały.
-Przetwornika Napięcia na Częstotliwość VFC
-Przetworników wartości skutecznej RMS
-Interface do sensora LVDT
-Interface do resolvera
-Kontrolerów różnych zasilaczy impulsowych
-W wersji uproszczonej jako klocek w wielu układach monolitycznych do RTVC
-Komparator jest stosowany w aproxymujących ADC
Funkcjonalność ( i akceptowana przez rynek cena ) układów cyfrowych rośnie z ilością użytych tranzystorów ale w miarę wzrostu powierzchni układu z powodu wad, spada uzysk produkcyjny. Po uwzględnieniu kosztu obudowy powstaje równanie pozwalające ustalić optymalną wielkość integracji. Rozwój wydarzeń potwierdza wnioski z tej analizy.
Intelowski procesor 80286 będący sercem komputera PC AT ma 134 tysiące tranzystorów CMOS czyli bardzo dużo na tle układów analogowych ale spora część tranzystorów CMOS w układzie analogowym musi być jednak dużo większa aby zachowane były ostre proporcje wymiarów tranzystorów i akceptowalne szumy.
Mikrokontrolery 16 bitowe do masowych sterowników silników samochodu muszą mieć bardzo rozbudowane peryferia a wśród nich złożone układy licznikowe, przetwornik A/D z wejściowym multiplexerem i układy PWM jako wyjścia.
Termistor NTC jako sensor temperatury wymaga tylko jednego zasilającego opornika i może być wprost (pomijając zabezpieczenie przepięciowe ) dołączony jako sensor do wejścia ADC takiego mikrokontrolera. Stąd znaczna popularność sensorów NTC w samochodach. Także wprost można dołączyć potencjometr ( przepustnica ) jako sensor położenia. Ale inne sensory (ciśnienie, wilgotność ) wymagają analogowego układu kondycjonerów. Wydaje się że monolityczny piezorezystancyjny sensor ciśnienia (różnicowy jako sensor przepływu) o sporym rozrzucie parametrów, niezrównoważeniu i dryfcie winien być zintegrowany z kondycjonerem eliminującym te wady i dostarczającym sygnał wprost do ADC mikrokontrolera.
„Programable Gain Amplifier” PGA to wzmacniacz instrumentalny o wzmocnieniu wybieranym wejściami binarnymi czyli przez procesor według wykonywanego programu. PGA jest użyteczny w budowie systemu wejściowego obsługującego różne sensory. Już obecnie jest możliwe dołożenie PGA przed ADC w złożonych mikrokontrolerach do silników samochodowych.
Ponieważ uzasadniona ekonomicznie liczba tranzystorów jest znacznie większa niż jest w jednym OPA to produkowane są układy podwójne i poczwórne.
Do budowy typowego transmitera ( 4-20 mA lub 1-5 mA ) dla sensora potrzebny jest co najmniej wzmacniacz operacyjny OPA i Źródło napięcia / prądu odniesienia.
Mikromocowy układ National Semiconductor LM10 zawiera OPA, komparator i napięcie odniesienia 200 mV. W dodatku pracuje zasilany napięciem od 1 V co sprawiło że musiał być skomplikowany. NSC dał w AN211 (New Op Amp Idea i Addendum to AN-211 Low Voltage Techniques) przykłady realizacji m.in. transmiterów do sensorów. Ale układ był oraz jest drogi i nie zdobył popularności. Układ taki pracujący od napięcia zasilania >3 V byłby o wiele prostszy i z pewnością zyskałby dużą popularność. Normalne napięcie odniesienia BandGap jest też o wiele stabilniejsze.
Zawiera precyzyjny wzmacniacz instrumentalny IA i dwa precyzyjne źródła prądowe oraz układ wyjścia prądowego do linii 4-20 mA i zasilacz. Poniżej jest uproszczony schemat tego układu. Jego mankamentem jest bardzo wysoka cena, powyżej 25 dolarów.
W logice CMOS jest jeszcze więcej rozwiązań nieortodoksyjnych. Układ szybkich przeniesień w sumatorze / ALU w ogóle nie ma wprost równoważnika w bramkach !
Pojęcie "building block" nie jest więc precyzyjne.
Po lampowych modułach OPA pojawiły się moduły tranzystorowe, hybrydowe i wkrótce scalone OPA monolityczne. Pierwszy pionierski monolityczny wzmacniacz operacyjny uA702 z 1963 roku w szokująco wysokiej cenie 300 dolarów miał tylko 9 tranzystorów wyłącznie NPN. Rozwiązanie z przesuwnikiem napięcia z dodatnim sprzężeniem zwrotnym wzięto z pokazanego już modułu lampowego OPA. Lampy elektronowe też są tylko typu N ! Stosowano uA 702 głównie w latających militariach i podboju kosmosu. Miał małe napięcie niezrównoważenia i jego dryfty ( lepszy model tylko 2 uV/C ) ale duży prąd wejściowy, bardzo mały zakres wejściowych napięć wspólnych, mały zakres napięcia i prądu wyjściowego. Ale z kompensacją wyprzedzającą układ miał bardzo szerokie pasmo i pracował z telewizyjnym i radarowym sygnałem Video ! Z racji wielu wad układ nie znalazł szerokiego zastosowania. W ZSRR odrobinę zmieniono schemat uA702 ... pogarszając parametry.
Pierwszym prawie pełnowartościowym i bardziej uniwersalnym wzmacniaczem operacyjnym był układ uA709 z 1965 roku z dwoma marnymi tranzystorami PNP. Kłopotliwa była zewnętrzna kompensacja częstotliwościowa elementami RC aż trzystopniowego układu. Na tle uA702 nowy OPA był powolny.
Normą stało się rozwiązanie dwustopniowe wzmacniacza OPA z wejściowym stopniem różnicowym, stopniem napięciowym z kompensacją częstotliwościową Millera i wyjściowym wtórnikiem emiterowym. Bipolarna konfiguracja dwustopniowa OPA umożliwia uzyskanie wzmocnienia ponad 120 dB potrzebnego we wzmacniaczach precyzyjnych. Wzmacniacze trzystopniowe jak uA709, precyzyjny uA725 ( 1969 ) i jego następca OP07 ( 1975 ) i dalszy następca LT1001 są powolne. Najszybsze jest rozwiązanie jednostopniowe wzmacniacza! Wejściowa para różnicowa pracuje w nim w kaskodzie WE-WB z tranzystorami komplementarnymi z komplementarnym wyjściowym wtórnikiem.
Przez kolejne 10 lat słabe parametry częstotliwościowe wzmacniaczy operacyjnych wynikały z nędznych parametrów użytych tranzystorów PNP ale technologia dająca pełnowartościowe tranzystory PNP nadal nie jest popularna bowiem jest droga. Ale nawet z powolnymi tranzystorami PNP możliwa jest konstrukcja szybkich OPA jak LM118 i NE5532 ale mają one niestety długi ( w stosunku do swojego pasma ) czas ustalania odpowiedzi skokowej a użyte kondensatory powiększają powierzchnie chipa czyli cenę IC.
W Polsce produkowane są zaledwie dwa typy monolitycznych wzmacniaczy operacyjnych. Znacznie więcej jest produkowanych typów OPA w ZSRR, NRD i CSRS ale nie ma tam niestety nowoczesnych OPA. W NRD trwają potężne inwestycje w mikroelektronikę co daje krajom socjalistycznym pewne nadzieje.
Jakie rzeczywiście jest potrzebne napięcia do zasilania układów analogowych kondycjonerów sensorów ?
Wspomniany wielofunkcyjny układ LM10 wymaga zasilania ponad 1 (1.2) V czyli wystarczające jest jedno ogniwo akumulatora. Jest zatem oczywiste że liniowe układy niskonapięciowe i mikromocowe są możliwe do budowy i scalenia.
Układ LM10 zawiera OPA, komparator i źródło napięcia 200 mV odniesienia. OPA jest w nim skomplikowany i zawiera aż 55 tranzystorów NPN i PNP a w tym wieloemiterowe, znaczną ilość rezystorów i okupujących dużo miejsca na chipie kondensatorów. Ale OPA na trochę wyższe napięcie zasilania nie musi być aż tak skomplikowany i wymiarowo duży czyli drogi.
Najmniejsze napięcie zasilania układów bipolarnych wyznacza napięcie Ube tranzystora zależne od temperatury. Natomiast tranzystor JFet pracuje ( co nie oznacza że wzmacnia !) z każdym napięciem jako że z napięciem Ugs=0 jest w zasadzie maksymalnie aktywny choć może też pracować z niewielkim dodatnim napięciem bramki jako że złącze G-S jest też diodą .
Warto zauważyć że transkonduktancja JFeta spada z pierwiastkiem prądu drenu a więc dość mało !
Napięcie termopary czyli ogniwa termoelektrycznego jest ogólnie małe ale czy wystarczające do zasilania generatora LC z JFetem ? Oporność wewnętrzna ogniwa termoelektrycznego jest bardzo mała i moc dysponowana nie jest znikoma. Potrzebny jest do generatora Meissnera JFet z jak największą transkonduktancją i transformator z dużą przekładnią. Trzeba równolegle połączyć kilka JFetów. Do eksperymentu wzięto transformatorek głośnikowy od przenośnego bateryjnego odbiornika radiowego lub radiotelefonu ( prawdopodobnie ale może to być też transformator mikrofonowy lub inny ) o opisanej przekładni 100 K: 8 Ohm czyli o przekładni napięciowej 112 razy. Ze strojącym obwód LC kondensatorem i trymerem pojemnościowym można znaleźć częstotliwość F przy której generator zdolny jest pracować z najniższym napięciem. Udało się sprowadzić to napięcie zasilania do 15 mV ( z dzielnika 1 : 1000 Ohm i zwykłego zasilacza ) co wydaje się bliskie ideom Science Fiction ! Napięcie oscylacji ogranicza przewodząca bramka JFeta bowiem jest to przecież tranzystor polowy złączowy. Dla powiększenia napięcia oscylacji można w szereg z bramką dać dwójnik z bardzo dużym rezystorem (>>10 MOhm) i równoległym kondensatorem 100 pF.
Są już pierwsze wydajne mikrokontrolery CMOS z wbudowanym 8-10 bitowym przetwornikiem ADC i zakres ich napięcia wejściowego jest taki jak napięcia zasilania czyli 0-5V. Zatem potrzebne są odpowiednie OPA do zewnętrznych kondycjonerów sygnałów ze stricte sensorów.
Podstawowym układem liniowym jest wzmacniacz operacyjny OPA. W grupie układów liniowych są też komparatory, regulatory napięć i układy dedykowane do zastosowań.
W uproszczonej postaci OPA jest często blokiem stosowanym w bardziej skomplikowanych układach wielofunkcyjnych.
Asymetryczne lub symetryczne napięcia zasilania i aranżacja muszą być takie aby układ pracował z (1) liniowym napięciem wspólnym na wejściach i (2) z nienasyconym wyjściem.
Pomijając zakres napięcia wyjściowego, jakie jest optymalne napięcie zasilania dla OPA dla minimalizacji wejściowych dryftów temperaturowych ?
Malejącemu napięciu Uce tranzystora towarzyszy spadek częstotliwości granicznej Ft i wzrost nieliniowej pojemności Cbc
Moc wydzielana w tranzystorach i rezystorach OPA dociera niesymetrycznym strumieniem do wejściowej pary różnicowej i ewentualnie jej wyjściowego desymetryzującego lustra prądowego wywołując gradient temperatury w chipie i dryft termiczny. W zależności od konstrukcji OPA przyrost temperatury spowodowany emitowanym ciepłem wewnętrznym jest 2-10 razy bardziej szkodliwy niż zmiana temperatury otoczenia. Niestały ruch chłodzącego powietrza wokół OPA daje w rezultacie niskoczęstotliwościowy szum ! Generacja ciepła w OPA powoduje też powstanie na złączach IC ze ścieżkami PCB odrobinę różnych napięć termoelektrycznych !
Wykonanie w bipolarnym układzie monolitycznym N JFeta wymaga dwóch dodatkowych masek. Rosną koszty produkcji i spada uzysk produkcyjny co rzutuje na cenę OPA. Zastosowanie JFeta jako startowego i roboczego źródła prądowego pozwala jednak na stabilizację prądu jałowego OPA ( i innych układów liniowych ) w szerokim zakresie napięcia zasilania. Prąd pobierany przez OPA LM101 ( ma JFeta ) niewiele rośnie z napięciem zasilania ( w katalogu pokazano od +-5V czyli 10 V ) i spada z temperaturą. Natomiast jałowy pobór prądu układów uA709, 725, 741 bez JFeta rośnie szybciej niż liniowo z napięciem zasilania i moc wydzielana w nich rośnie kwadratowo czyli bardzo szybko.
Dla układu LM101 zmniejszenie napięcia zasilania z 30 V ( czyli +-15V) do 10 V ( czyli +-5V ) powoduje dwukrotny spadek stałoprądowego wzmocnienia ze 105 do 99 dB czyli nadal jest ono wysokie i wystarczające.
W każdym poprawnie zaprojektowanym wzmacniaczu ( a w tym OPA i IA ) na pasma od 0 Hz ( czyli DC ) aż do 15 GHz gdzie sięgają tranzystory z arsenku galu, powinien dominować szum / dryft stopnia wejściowego a stopień wejściowy winien być optymalny do zastosowania OPA.
Obecnie w mikroelektronice dominuje krzem a w zakresach mikrofalowych arsenek galu. W pierwszym eksperymentalnym systemie transmisji informacji cyfrowej o przepływności 224 Mbits/sec z 1964 roku opracowanym w Bell Laboratories zastosowano tranzystory "germanowe" o Ft> 4 GHz a więc szokująco szybkie jak na tamte czasy. Tranzystory te wykonano jednak technologią bliskiej krzemowej. Krzem jako materiał do układów monolitycznych ma mnóstwo zalet ale jego fizyka nie jest najlepsza dla ekstremalnej szybkości. Z drugiej strony równie dobrze Ft powiększa (równolegle zmniejszając Uceo ale też pobór mocy ) rozdzielczość fotolitografii.
Wielkość sygnałów:
-Mały sygnał dostarczają termopary ( TC ) które mają czułość ( są trochę lub sporo nieliniowe ) 6-50 uV / C. Oporność sensora jest bardzo mała ale może silnie wzrosnąć ( starzenie i zatrucie ) i ciągłość obwodu wymaga monitoringu.
Utlenianie w słabo zabezpieczonych termoparach daje zafałszowanie ich czułości. Zatrucia dyfundującymi do stopów termopary obcymi atomami także dają zafałszowanie czułości. Kontakt z wodorem skutkuje kruchością termopar. Stopniowe uszkodzenie termopary powoduje znaczny wzrost jej oporności wewnętrznej aż do przerwy w obwodzie. Stąd konieczność monitoringu sprawności termopary.
Do czasu pojawienia się scalonych wzmacniaczy z autorównoważeniem ICL7650 ( inne układy monolityczne z przetwarzaniem z powodu wad i zaporowej ceny nie zdobyły popularności ) stosowano scalone lub dyskretne wzmacniacze chopperowe czyli z przetwarzaniem sygnału a przy mniejszych wymaganiach precyzyjny wzmacniacz operacyjny uA725 ( MAA725 Tesla ) a w ulepszonej współczesnej postaci OP07. Problemem przy zasilaniu z linii 4-20 mA jest pobór prądu OPA. Kompensacje temperatury "zimnego końca" wykonuje się najłatwiej z termistorem NTC lub tranzystorem w połączeniu diodowym.
-Użyteczny sygnał ( są też spore zakłócenia czyli Wzmacniacz Instrumentalny IA musi być liniowy ) zmiennoprądowy AC z elektrod przepływomierza elektromagnetycznego jest typowo poniżej 1 mV. Oporność sensora jest niestabilna, średnia a nawet duża - zależnie od przepływającego płynu. Stosowane są wzmacniacze IA JFet. Wypracowany sygnał użyteczny "DC" pochodzi z dalszego detektora synchronicznego i filtru dolnoprzepustowego eliminującego zakłócenia.
-Pełne różnicowe napięcie wyjściowe z mostka tensometrycznego może wynosić 10-30 mV ale jest na tle dużego napięcia wspólnego, w przybliżeniu połowy napięcia zasilania często wynoszącego 10 V. Wymagania od Wzmacniacza Instrumentalnego IA są z reguły wysokie a nawet najwyższe jako że masa towaru oznacza też jego cenę ! Istotny jest dryft napięcia wejściowego IA który w lepszych rozwiązaniach powinien być mniejszy od 0.5 uV/C. Z racji małej oporności mostka prąd polaryzacji i jego dryft są mało istotne. Mostek tensometryczny jest stabilny i dokładny.
-Napięcie wyjściowe ze scalonego mostka piezorezystancyjnego do pomiaru ciśnienia ( i pochodne ) i wagi wynosi do 50-200 mV ale czułość zmienia się /spada z temperaturą i wymaga kompensacji. Tryming równoważących rezystorów do takiego mostka nie jest jeszcze w pełni opanowany.
-Oporowy sensor temperatury RTD PT100 ( są też inne ) ma czułość 1mV/C przy zasilaniu go prądem 2.6 mA ale stosowany jest prąd stały od 200 uA do impulsowego 10 mA o małym wypełnieniu aby nie podgrzewać sensora ( RTD mają bardzo różne oporności termiczne do otoczenia ! ) i nie zaburzać jego temperatury. Czułość RTD jest proporcjonalna do prądu. Z reguły zakres pomiarowy kondycjonera rozpoczyna się od 0 C czyli odjęty jest offset równoważny temperaturze 273 K. W zależności od prądu pracy i wymaganego dryftu wymagania na OPA mogą być surowe lub liberalne.
-Tranzystor jako sensor temperatury w połączeniu diodowym B+C ma przy małych / średnich gęstościach prądu czułość 2.4-2 mV/C. Jest liniowy tylko przy zasilaniu go przez szeregowy rezystor z napięcia BandGap czyli circa 1.22V. Na rezystorze tym napięcie rośnie liniowo z T ( bez offsetu ) w skali Kelwina i dla 0 K wynosi ono Zero. Stąd wynika wzrost czułości wraz ze zmniejszeniem unormowanego ( przy temperaturze 25 C ) prądu pomiarowego. Czułość spada liniowo z logarytmem prądu. Na wykresie pokazano czułość tranzystora 2N4401 w obudowie TO92 ( chip taki jak „metalowa” rodzina 2N2222 ) jako sensora temperatury w funkcji prądu.
Od prądów średnich spadek czułości Q jako sensora i liniowości ( na wykresie odchylenie od prostej przy Ic powyżej paru mA ) T spowodowany jest głównie przez rezystancje rozproszenia bazy Rbb. Przy dużych prądach (czyli gęstości prądu ) czułość spada nawet poniżej 1 mV/C.
-"Sensory elektrometryczne" ( stosowane w analizatorach i chromatografach ale w tej grupie jest też fotodioda oświetlona małym strumieniem światła ) dają bardzo mały sygnał prądowy i wzmacniacz z reguły pracuje w konfiguracji odwracającej z wejściowym napięciem zerowym Virtual Ground ale istotne dla bilansu błędu jest potencjalne napięcie z sensora i rezystancja sprzężenia zwrotnego wzmacniacza. Zdecydowanie najlepszą konfiguracją jest tu wzmacniacz logarytmiczny z tranzystorem.
-Użyteczny różnicowy sygnał zmiennoprądowy EKG w pasmie powyżej 0.05 Hz jest rzędu milivolta ale na tle offsetu DC sięgającego czasem 300 mV. Oporność elektrod do skóry i ciała jest dość różna. Wymagane jest duże tłumienie sygnału wspólnego CMRR przy częstotliwości sieciowej i jej harmonicznych. Część wejściowa IA jest stałoprądowa a dopiero za nim jest filtr górnoprzepustowy.
-Użyteczne wyjściowe napięcie zmienne drugiej harmonicznej 2h ( w stosunku do sygnału 1 harmonicznej nasycającego rdzeń ) z Flux Gate z systemowym sprzężeniem zwrotnym ( na przykład w kompasie ) jest powyżej kilkudziesięciu mikrowoltów. Większa jest tam zakłócająca pierwsza harmoniczna pola wzbudzenia (mimo staranności projektu i konstrukcji i czasem kompensacji ) i wzmacniacz musi być liniowy i "trochę" jak filtr środkowoprzepustowy selektywny. Po selektywnym wzmocnieniu sygnał 2h jest podany do detektora synchronicznego (eliminuje wpływ pierwszej harmonicznej ) i integratora sterującego najczęściej uzwojenie wytwarzające równoważące pole magnetyczne w FG.
-Wyjściowe napięcie stałe z diodowego prostownika ( z filtrującymi kondensatorami, są dwie konfiguracje prostowników ) sensora indukcyjnego LVDT i pochodnych ma napięcie do kilku Vdc. Napięcie zmienne z sensora indukcyjnego LVDT i pochodnych wynosi circa 100 mVac - 5Vac.
-Termistor NTC jest silnie nieliniowy ale w większości zastosowań wystarczy mu dać zasilanie odpowiednim rezystorem a duży sygnał podać wprost do ADC mikrokontrolera. Temat NTC rozwinięto omawiając Nieliniowość.
-Napięcie jałowe indukcyjnego sensora Pick Up Coil przy maksymalnych obrotach silnika spalinowego może dojść do 500 Vp i zawsze jest ono aktywnie ograniczone. Sensor ma jednak dawać użyteczny sygnał nawet przy powolnej próbie rozruchu silnika.
Wymieniono niewiele sensorów ale jak widać wymagania od wejściowego OPA / IA są bardzo zróżnicowane i jeden OPA, nawet najlepszy, nie zaspokoi różnych wymagań.
Zakres wejściowych liniowych napięć wspólnych OPA jest asymetryczny !
-Zakres napięć wspólnych OPA z wejściową parą PNP może ale nie musi obejmować napięcie Vee / GND (zasilanie symetryczne / jedno napięcie zasilania ). Na przykład obejmuje w poczwórnym małomocowym LM324 i takim samym podwójnym układzie LM358.
-Zakres napięć wspólnych OPA z wejściową parą NPN może ale nie musi obejmować napięcia Vcc. Na przykład LM101 obejmuje Vcc ale w przypadku uA741 jest niestety trochę mniejsze niż Vcc ale niewiele. Gdy więc potrzebujemy tu pracy z jednym zasilaniem aby napięcie wspólne było bliskie "GND" ( dotyczy też OPA P JFet ) stosujemy z punktu widzenia obwodu wejściowego z sensorem ( jest przecież izolowany ) zasilanie napięciem ujemnym co czasem jest bardzo łatwe i umowne.
-Zakres napięć wspólnych OPA z wejściową parą różnicową P JFet (TL08X, 06X, LF44X itd) obejmuje napięcie Vcc. Stosuje się tranzystory P ( zarówno JFet jak i MOS ) ponieważ mają mniejsze szumy niż typ N a szumy 1/f są bardzo duże i mogą być dyskwalifikujące. Tranzystory P mają jednak gorsze własności częstotliwościowe niż typ N.
-Zakres napięć wspólnych OPA z wejściową parą różnicowa P MOS ( popularny CA3140 i z autorównoważeniem ICL7650 ) obejmuje napięcie Vee/GND a nawet trochę (0.2V) poniżej.
-Jednak w części OPA wejściowe napięcie wspólne nie obejmuje ani Vee/GND ani Vcc i tych typów trzeba w układach mikromocowych unikać ponieważ w najlepszym razie trzeba stworzyć dodatnie i ujemne zasilanie dla OPA aktywnym podziałem całego napięcia zasilania !
Zakres napięcia wyjściowego OPA ma niestety z reguły spore marginesy od obu napięć zasilania. Tym większe im większe jest prądowe obciążenie wyjścia. Wyjątkiem jest układ OPA CMOS z autorównoważeniem ICL7650 gdzie bez obciążenia marginesy napięć są bliskie zeru oraz układ LM10. W układzie "miernika" ICL7106 ( i pochodnych ) proste ( z reguły takie wbudowane w skomplikowane IC OPA są proste ) wzmacniacze operacyjne CMOS pracują w klasie A i marginesy napięć są bardzo małe ale tylko przy małym obciążeniu jak w układach w notach aplikacyjnych. Jest bliskie Vee/GND dla popularnego i taniego (na zachodzie ) LM324 i niedrogiego BiMOS CA3140 ale tylko z małym obciążeniem wpływającym do wyjścia OPA ale z dowolnym (poniżej ograniczenia bezpieczeństwa ) prądem wypływającym z wyjścia
W układach wzmacniaczy instrumentalnych ( =IA czyli z wejściem różnicowym ) wykonanych na jednym, dwóch lub trzech OPA i dokładnych rezystorach tłumienie sygnału wspólnego jest proporcjonalne do wzmocnienia czyli wielkości sygnału na wyjściu OPA . Zatem jest tu motywacja dla znacznego napięcia zasilania i dużego napięcia wyjściowego IA złożonego z układów OPA.
W układzie Całkowania i Różniczkowania ( na przykład w analogowym regulatorze PID ) względny błąd ( przy ustalonym dryfcie wejścia ) jest odwrotnie proporcjonalny do maksymalnego napięcia wyjściowego. Zatem jest tu również motywacja dla znacznego napięcia zasilania ale analogowy regulator PID nie ma już przyszłości.
Zatem OPA do układu współpracującego z mikrokontrolerem z ADC ma mieć dla sensora wejście PMOS lub PNP a wyjście CMOS z typową w logice konfiguracją wspólnych źródeł lub NPN+ PNP w konfiguracji wspólnego emitera. To drugie rozwiązanie zastosowane w OPA w LM10 daje częstotliwość graniczną OPA circa 2 razy mniejszą niż ze standardowym komplementarnym wtórnikiem emiterowym ale biorąc pod uwagę że w niskonapięciowej technologii o dużej rozdzielczości częstotliwość graniczna Ft tranzystorów jest bardzo duża nie jest to żadna wada natomiast marginesy napięcia wyjściowego do zasilania są korzystnie bardzo małe.
Jakie napięcie jest potrzebne do zasilania sensorów ?
-Tranzystor połączony w diodę (B+C) do pomiaru temperatury jest najbardziej liniowy przy zasilaniu go poprzez rezystor z napięcia BandGap 1.22 V
-Scalony mostek piezorezystancyjny ma dość dużą czułość ( spadająca z temperaturą ) i zasilanie napięciem 5 V jest wystarczające
-Zasilanie RTD PT100 rezystorem wprowadza kwadratową nieliniowość powiększająca już nieliniowość (dominuje kwadratowa) tego sensora. Zatem przy małym napięciu zasilania potrzebne (jest znacznie mniej stabilne) jest zasilanie ze źródła prądowego lub dodanie linearyzującego dodatniego sprzężenia zwrotnego we wzmacniaczu kondycjonera. Z tymi zabiegami napięcie zasilania 5V jest wystarczające. Można też stosować linearyzację programową.
-Do zasilania LVDT i innych sensorów indukcyjnych wystarczy napięcie zmienne paru woltów.
Jaki jest prąd zasilania OPA ?:
-Niedrogi programowalny OPA uA776 może sensownie pobierać 10 uA prądu ale jest wtedy powolny i ma małą obciążalność wyjścia. Prąd zasilania jest circa 10 razy większy od prądu programującego. Jest stosowany m.in. w cyfrowych multimetrach z układem ICL7106 jako "prostownik idealny" dla zakresów zmiennoprądowych AC.
-Układ pół precyzyjnego OPA Superbeta LM108 pobiera prąd 300 uA odrobinę rosnący z napięciem zasilania
-Każdy z OPA w tanim małomocowym poczwórnym układzie LM324 pobiera około 200 uA prądu
-Każdy z OPA w małomocowych układach z wejściem JFet pobiera (TL06X, LF44X) około 200 uA prądu zasilania
-Układ LM101 pobiera prąd 1.6 mA mało zależny od napięcia zasilania
-Układ 741 pobiera prąd proporcjonalny do (U-2Ud). Przy napięciu 30 V jest to 1.7 mA. Niestety układ ten części producentów ( mają one różne wewnętrzne schematy ) przy małym napięciu zasilania, gdy pobiera małą moc, ma wtedy małą strefę nieczułości w wyjściowym komplementarnym wtórniku co może być wadą.
-Podobnie pobór prądu przez precyzyjny układ uA 725 ( MAA725 Tesla ) jest proporcjonalny do napięcia zasilania i przy napięciu 30 V układ się nagrzewa mocą około 90 mW co wywołuje dryft napięcia niezrównoważenia po włączeniu i przy ruchu konwekcyjnym chłodzącego układ powietrza. Przy małym napięciu zasilania dryft jest mały ale mały jest zakres napięcia wyjściowego co trzeba brać pod uwagę.
Przyszłe OPA wykonane technologią o lepszej rozdzielczości dającej pełnowartościowe tranzystory PNP będą mogły pobierać mały ułamek podanych mocy przy tej szybkości działania. W układach z próbkowaniem sygnału sensory i OPA mogą być zasilane tylko przez chwilę ( czas adekwatny do dokładnego ustalenia się sygnału ) przed próbkowaniem przez ADC. W takim rozwiązaniu RTD mogą pracować z dużym prądem impulsowym.
Napięcie niezrównoważenia precyzyjnego układu OPA uA725 ( Tesla MAA725 ) można wyzerować zewnętrznym rezystorem/potencjometrem zmieniającym stosunek wartości rezystorów kolektorowych wejściowego stopnia różnicowego. Bez wyzerowania offsetu dryft wynosi 2 uV/C ale po zrównoważeniu spada do około 0.5 uV/C. W mocno unowocześnionym układzie OP07 te rezystory są trymowane fabrycznie przebijaniem diod Zenera Z1, Z2, Z3, Z4. Maksymalnie przebijane są dwie diody.
Układ OP07 może często konkurować z drogimi wzmacniaczami z torem z przetwarzaniem sygnału ( w tabeli HA2900 i HA2905 ) mając przy tym niższe szumy. Ma mały dryft długoczasowy.
Jest też inny sposób równoważenia OPA i zmniejszenia dryftu termicznego offsetu ale znów sprowadzający się do korekcji wartości rezystorów W układzie przedwzmacniacza LM121 ( tworzy on komplet wzmacniacza ze zwykłym OPA ) równolegle pracują dwie intencjonalnie minimalnie asymetryczne wejściowe pary różnicowe, którym prądy polaryzacji ustala się zewnętrznymi rezystorami dla zerowego offsetu. Przy zrównoważeniu dryft temperaturowy wynosi około 0.3 uV/C czyli tylko trochę lepiej niż w uA 725 ale idea pary różnicowej z dokładnymi rezystorami kolektorowymi jest taka sama. Z racji wysokiej symetrii współczynnik tłumienia sygnału wspólnego CMRR przekracza 125 dB. Sens stosowania układu LM121 przy układach uA725 i nowocześniejszym OP07 jest wątpliwy.
Niestety w wielu OPA które mają wyprowadzenia do wyzerowania napięcia niezrównoważania to zrównoważenie często zwiększa dryft termiczny a nie zmniejsza ! Prawie zawsze zrównoważenie zwiększa dryft wzmacniaczy z wejściem JFet ! Często prawie podwojenie ich niezrównoważenia mocno zmniejsza dryft OPA z parą JFet.
Bipolarne OPA mają najmniejszy dryft temperaturowy przy określonym ( z reguły niewielkim ) niezrównoważeniu. Napięcie niezrównoważenia ma wtedy podobną genezę jak w układach napięcia odniesienia BandGap. Pokazano to na przykładach do symulacji programem Microcap.
Parametry popularnych OPA LM101,201,301 ( krajowy IC LM301 to ULY7701 ) są coraz słabsze w podanej kolejności. Modele 101 są umieszczone w drogiej hermetycznej metalowej obudowie na zakres temperatur -55...125 C a metalowy 201 na zakres -25..85 C. Model 301 jest w taniej plastikowej obudowie DIL dla temperatur pracy 0..70 C. Typ 301 ma podane katalogowe dwukrotnie większe napięcie niezrównoważenia i dryft termiczny tego napięcia.
Generalnie w procesie produkcji chipy IC i tranzystorów są wstępnie testowane aby nie obudowywać wadliwych chipów aby uniknąć produkowania i recyklingu dużej ilości złomu. Prawdopodobnie najlepsze testowane chipy obudowane są jako 101 i 201 i testowane gotowe dla podziału 101 i 201. Reszta chipów w ogóle sprawnych to potencjalnie typ 301.
Rynek ma swoje potrzeby i przy dobrej technologi układów do metalowej obudowy byłoby za dużo i stąd są też układy 301 o dobrych parametrach.
Prawie ta sama historia jest z OPA LM108, 208, 308. LM108 to radziecki układ K140UD14.
Inne firmy jak choćby dawniej niszowe AD i BB oferują w tej samej obudowie układy różnej selekcyjnej jakości ( i ceny !) oznaczone literą
Co lepsze układy LM101/201/301 nadają się w transmiterze do współpracy z temoparą K o czułości 40.7 uV/C i sensorem PT100. Układy powinny pracować zasilane niewielkim napięciem ( ujemnym ze względu na zakres napięć wspólnych ) aby wyeliminować samonagrzewanie. Układy te mają piny do zerowania offsetu ale jest ono trudne i nieudane. Może być stosowane tylko przy stabilnym napięciu zasilania.
Stąd potrzeba testowania i selekcjonowania układów OPA. Podkreślić trzeba ze małe napięcie niezrównoważenia nie zawsze (!) jest gwarancja małego dryftu !
Samonagrzewanie OPA największym dopuszczalnym napięciem zasilania z mocno symetrycznie obciążonym prądowo wyjściem ( wzmocniona fala prostokątna > 1 KHz) trwa około 30 sekund ale napięcie niezrównoważenia i dryft są miarodajne po paru dalszych sekundach odciążenia gdy zniknie gradient temperatury w chipie.
Są to więc w skali czasu produkcji masowej długie czasy i wymagane jest zrównoleglenie testów choćby tak jak testy szumów tranzystorów niskoszumnych (1/f ) nie typu RF.
Niewielkie napięcie niezrównoważenia i jego dryft są potrzebne tylko do układu pracującego z sensorem stricte i pozostałe po selekcji układy OPA mogą być z powodzeniem dalej używane gdzie indziej.
Scalone układy analogowe największy dryft długoczasowy i zawodność mają w pierwszym okresie życia. Stąd amerykański standard MIL 883 przewiduje po produkcji akceleracyjne wygrzewanie / starzenie układów w "wysokiej" ( dla nich 70 C lub 125 C ) temperaturze w atmosferze azotu.
Prawo w Stanach Zjednoczonych zabrania pod groźbą sankcji kopiowanie masek układów scalonych natomiast schematy układów scalonych nie są chronione przez prawo ale sami producenci je chronią przed „wyciekiem” W czasopismach omawiane są spore różnice w schematach na przykład standardowego OPA LM108 różnych producentów. Mają trochę różne schematy co oddala „oskarżenie o kopiowanie” schematu ale jednak są zgodne aplikacyjnie czyli są zamiennikiem. Maski są zupełnie różne.
„Zamiennik” pierwszego monolitycznego OPA uA702 produkowany w ZSRR ma trochę zmieniony schemat i gorsze parametry niż oryginał.
Mikroprocesory i mikrokontrolery zgodne z typami z USA produkowane w ZSRR mają zupełnie inne maski ale identyczny odtworzony ( to RE ) schemat.
W literaturze podany jest tylko schemat 4 bitowego mikroprocesora Intel 4004 wykonanego w prymitywnej technologi PMOS
OPA w technologi CMOS cechuje duże szumy 1/f i znaczne napięcie niezrównoważania. W genialnym układzie miernika ( ADC to jego część ) Intersil ICL7106 ( i pochodnych) zastosowano okresowe autozerowanie całego systemu ADC ale typowo układ nie eliminuje szumów 1/f w paśmie powyżej 0.2 Hz.
W wypuszczonym w tym samym czasie przez Intersil OPA ICL7650 zastosowano de facto ciągłe autozerowanie OPA dające znacznie lepsze rezultaty niż tradycyjne wzmacniacze z przetwarzaniem sygnału. Napięcie niezrównoważania OPA ICL7650 w całym zakresie temperatur jest mniejsze od 1 uV ! Ale z racji przecieku sygnału taktującego wejściowy prąd szumów jest dużo większy niż dla normalnych układów BiMOS i BiFet. Widmowa gęstość napięcia szumów jest mniejsza niż dla dobrych bipolarnych układów OPA dopiero przy bardzo niskich częstotliwościach. Intermodulacje będące nierozwiązanym problemem wzmacniaczy z przetwarzaniem są tu dość małe ale drogą dalszej komplikacji można je jeszcze zmniejszyć
Rozwiązania poszczególnych podukładów są zdumiewająco proste i innowacyjne. Mimo tego cały układ jest skomplikowany.
Program Microcap-2 (1984, Microcomputer Circuit Analysis Program ) do symulacji układów elektronicznych ( jest kompatybilny z programem SPICE2 - Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ) ma do symulacji przykładowe schematy wewnętrzne różnych IC a w tym OPA. Autor dołożył też swoje oryginalne pomysły różnych układów a w tym OPA. Jednak zachowanie OPA użytego do symulacji jako klocek w schemacie jest uproszczone.
-Cohen, E., "Program Reference for SPICE2, University of California at Berkeley, ERL-M592, 1976.
-Krajewska, G., Holmes, F.E., "Macromodeling of FET/ Bipolar Operational Amplifiers," IEEE Journal of Solid State Circuits, Vol. SC-14, No 6, Dec 1979.
Kolejne symulacje projektowanego układu pozwalają ulepszyć projekt lub przekonać się że jest beznadziejny i nie działa jak oczekiwaliśmy. Działanie tworzonego układu OPA ( lub każdego innego układu ale są granice komplikacji ) można / trzeba też wypróbować fizycznie szybko lutując na niewytrawionej PCB układ z dyskretnych tranzystorów ( BC, BF, BFR, BD ), rezystorów i kondensatorków. Powstaje jednak dla prostej technologii problem z monolitycznymi tranzystorami PNP (są ich dwa rodzaje w IC ! ) bardzo słabymi częstotliwościowo. Szczęśliwie można użyć marnych krzemowych, stopowych (!) tranzystorów niedawnej produkcji ZSRR ! Z drugiej strony stosując normalne, komplementarne tranzystory PNP widać ogromny poprawę parametrów dynamicznych OPA i nie tylko OPA.
Łebki dyskretnych tranzystorów ( jeśli nie mamy par tranzystorów ) mających tworzyć pary różnicowe należy okręcić drutem co wyrównuje ich temperatury. Także lutowane połączenia elektrod pary wyrównują temperaturę tranzystorów. Napięcie niezrównoważenia takich par mocno zależy od jakości użytych tranzystorów o czym trzeba pamiętać. Jakość tranzystorów CEMI jest bardzo nierówna. Można też użyć monolitycznego zestawu tranzystorów UL1111 i UL1101.
W symulacyjnym układzie dyskretnym nie ma jednak podłoża IC przez które może zajść interakcja przy złym projekcie i możliwość interakcji trzeba sprawdzić miernikiem i teoretycznie.
Przykładowo fizyczny model układu OPA uA741 zbudowany z elementów dyskretnych zachowuje się bardzo podobnie jak układ monolityczny ! Taki fizyczny model jest na przykład bardzo użyteczny do dociekań przy jakim napięciu niezrównoważenia konkretny model i egzemplarz OPA ma bliski zeru dryft ! Możliwość fizycznego zmierzenia w nim napięć i obserwacja ułatwia zrozumienie subtelnych procesów.
Zatem OPA to tylko mała cegiełka w całym technologicznym murze.
Deliberując o szczegółach łatwo jest stracić właściwy całościowy punkt widzenia czyli Fizykę i Wartość Dodaną:
-Silnik spalinowy samochodu ma już 100 lat. Oczywiście elektroniczny wtrysk paliwa i zapłon polepszają parametry silnika spalinowego ale jego podstawowych fizycznych wad nie da się usunąć.
-O funkcjach realizowanych w telekomunikacji decyduje to czy jest to telefonia analogowa (
na dużych dystansach telefonia nośna wysokiej krotności ) czy PCM (na dużych dystansach systemy PCM wysokiej krotności ). Różna jest elektronika systemów z miedzianymi kablami, światłowodami czy liniami mikrofalowymi.
-Kolorowy kineskop w odbiornikach TVC i monitorach komputerowych doszedł już do granic swoich możliwości. Nie można podnieść rozdzielczości grafiki komputerowej bo nie ma odpowiednich kineskopów do monitorów kolorowych. Z drugiej strony możliwości analogowych standardów telewizji NTSC, Pal i Secam są coraz bardziej ograniczające. Analogowa telewizja wysokiej rozdzielczości o szerokich kanałach radiowych raczej jest niemożliwa bowiem fale radiowe (zakresy VHF i UHF ) są dobrem rzadkim. Zatem potrzebny jest standard telewizji cyfrowej. Prace nad wyświetlaczami LCD są coraz bardziej zaawansowane i dobrze rokują na przyszłość.
-Jakość przekazu radiowego AM na falach długich, średnich i krótkich jest tragiczna. Wielkie centralne radiostacje AM to przecież przeżytek Zimnej Wojny. Ale transmisja UKF FM też ma swoje silne ograniczenia a znakomite japońskie tunery są grubo ponad realne standardy transmisji. Potrzebny jest standard radiofonii cyfrowej.
-Narzucony światu przez potężny duet Sony – Philips standard płyty Compact Disc wygenerował projekty i produkcje bardzo nowatorskich i złożonych IC do masowych odtwarzaczy. Gwałtownie upowszechniła się technologia DSP, która prawdopodobnie podbije też inne obszary a zwłaszcza telekomunikacje cyfrową.
-Automatyzowany proces przemysłowy decyduje o tym co zostanie wyprodukowane. Niezależnie od tego czy towar zapakują i ustawią na palecie transportowej ludzi czy maszyny i roboty przemysłowe jest to ten sam towar . Przy obecnych relacjach cen światowych ciężka chemia węglowa jest zupełnie niekonkurencyjna przy petrochemii.
Robotnicy są jeszcze tańsi niż roboty przemysłowe ale to się powoli zmienia.
-Wynalazkiem wszechczasów są tranzystory i trudno jest oczekiwać aby monolityczne sensory nie dokonały rewolucji i nie opanowały nowych obszarów
Polska nie jest niestety krajem gdzie powstają wynalazki i ważne innowacje ale jak najbardziej jest pod wpływem światowych trendów o czym trzeba pamiętać choćby udanie inwestując.
Literatura
1.Modele symulacyjne scalonych układów analogowych ( a w tym OPA ) w programie Microcap.
2.Data Book i Application Note firm:
National Semiconductor
Analog Devices
Burr Brown
Intersil
Precision Monolitics
Linear Technology
Sony
Philips
Super interesujący wpis. Fajny blog.
OdpowiedzUsuńWymieniony tu precyzyjny układ LT1012 dalej jest produkowany i sprzedawany.
OdpowiedzUsuń