順應便攜式醫療保健應用的需求
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在不影響性能的前提下減小封裝尺寸是便攜式設計的一項要求，業界已有能力在繼續縮小芯片尺寸的同時，實現前述各項性能改進。芯片微縮技術使得IC制造商能夠將器件放入超小型封裝的微小空腔中，從而使運算放大器的封裝尺寸小到令人嘆為觀止（如WLCSP封裝），肉眼幾乎難以看清。節約PCB面積和減輕重量是便攜式應用的優勢所在，而WLCSP封裝占用的PCB面積只有SOIC封裝的8%。
圖2 緊縮型封裝占用的PCB面積非常小
IC設計工程師利用電路和生產測試技術，包括自穩零、斬波、零交越、Digitrim、保險絲熔斷和激光調整等，優化了許多特性，使得放大器的若干參數接近于理想要求。在當今的精密放大器領域，小信號設計人員已征服了失調(2μV)、噪聲(1 nV/√Hz)和偏置電流等(30 fA)等重要難關。創新設計所帶來的高性能器件不斷超越用戶期望。零交越設計催生了ADA4505-2系列等運算放大器，該系列具有非常高的共模抑制比(CMRR)、超低電源電流和寬帶寬（業界最佳之一），所有這些特性都集成在一個8引腳晶圓級芯片規模封裝(WLCSP)中。此器件在脈搏血氧儀中的應用示例如圖3所示 (www.analog.com/en/circuits-from-the-lab/CN0125/vc.html)。
圖3 運算放大器ADA4505-2的應用示例
IC制造商還滿足了便攜式應用的零功耗要求。低功耗有助于消除風扇及相關成本，減輕重量，實現更便攜的產品。低功耗器件還能降低發熱量，延長器件壽命，避免器件因熱損傷而縮短使用時間。有多家專注于超低功耗性能的醫療保健公司進行了功耗分析，并在模擬域和數字域執行信號處理來進行比較。它們關注的其中一款超低功耗運算放大器就是零漂移放大器ADA4051-2，它已應用于多種便攜式血氧儀。對于使用一節AA或鎳氫(NiMH)電池供電的應用，尺寸和功耗是首要考慮因素。工作電源電壓雖然已經降至1.8V，但目前仍在不斷降低。對于要求精密、低工作電壓和低功耗等特性的應用，1μA電源電流的AD8500無疑是最佳選擇。單電池供電的趨勢依然強勁，業界將根據需求推出各款精密放大器。
圖4 零漂移放大器ADA4051-2的架構，它是采用LFCSP封裝的功耗最低的器件之一
此外，IC制造商也在為實現零成本器件而努力。器件的成本，包括研發費用、芯片成本、制造成本、封裝成本、市場營銷和經銷成本等，目前已大幅下降。OP07等單通道運放在1970年的成本是1.50美元，考慮到通貨膨脹因素，折算成現在的成本是8.00美元，但OP07的第四代產品——OP1177的實際成本不到0.80美元，而且后者的交流和直流特性優越得多。零成本的目標或許聽上去難以置信，但它無疑表明了IC公司的決心，即致力于在改進性能、對抗通貨膨脹的同時，持續削減成本。此外，新型運算放大器能給客戶帶來極大的價值。如果能夠利用16個運放來設計一個前端并僅消耗16μA電流，則將節省數百毫安的功耗，并在存儲器、處理和軟件開發方面節約大量資金。
精密運算放大器迎合了市場對便攜式應用的需求。工藝、設計技術、封裝技術和裝配技術不斷發展將使功耗、封裝和成本不斷減小，幫助醫療和工業系統設計人員進一步提高產品的功能和性能。隨著便攜式系統對精密信號調理的要求不斷提高，信號調理電路中所用的放大器將發揮越來越重要的作用。未來的設計和封裝進步將能以更低的價格提供更精密的規格特性。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/199758.htm 電機保護器相關文章:電機保護器原理
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