用于传感器接口设计的运算放大器，哪几项特性最为关键？

运算放大器(op amp)无需校准即可提供精确的信号调节，从而简化了最终产品的制造过程，因此正在成为高精度和高带宽传感器接口的关键构成模块。在汽车和工业应用中尤其如此，这些精密运算放大器可确保在条件苛刻的环境中保持稳定的性能。UhHednc

例如，在汽车设计中，这些精密运算放大器被用于各种车载功能中的电流感应和信号检测，包括安全气囊、位置传感器、车辆乘员检测传感器、车载充电器(OBC)及无线充电器和电池管理系统(BMS)。UhHednc

此外，汽车设计越来越多地采用无刷直流电机(BLDC)和电子控制单元(ECU)来实现高级驾驶辅助系统(ADAS)，这就不可避免地需要精密运算放大器来实现精确的模拟信号调节。UhHednc

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图1 精密运算放大器可确保在工业和汽车环境中保持稳定的性能。UhHednc

来源：意法半导体UhHednc

下面将详细介绍与典型运算放大器相比，这些精密运算放大器在传感器接口设计中表现出的关键特性：UhHednc

1.温度范围

这些精密运算放大器在较宽的温度范围内具有高精度和高稳定性，因此适用于恶劣环境和具有长任务曲线的应用。以意法半导体(ST)的TSZ181H1和TSZ182H1运放为例，这些器件的额定工作温度范围为-40°C至175°C。如此宽的工作温度范围使它们能够承受工业和汽车应用中的恶劣环境。UhHednc

2.输入失调电压

输入失调电压对于稳定信号调节和最小温度漂移起着至关重要的作用。比如这个例子就很典型：Diodes公司的AS333Q单通道运算放大器，具有斩波稳定的低输入失调电压(V_OS=8µV)和几乎为零的温度漂移(0.02µV/°C)，可在整个共模输入电压范围内保持高精度。。UhHednc

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图2 AS333Q运算放大器具有1.1µV/√Hz的低频噪声，可提高信噪比(SNR)，同时具有17µA的低静态电流。UhHednc

来源：DiodesUhHednc

同样，ST的TSZ181H1和TSZ182H1运算放大器具有极低的输入失调电压(25°C时典型值为3.5µV)和输入偏置电流(25°C时典型值为30pA)。这些参数可实现最小的温度漂移，25°C时最大输入失调电压额定值为70µV，在整个温度范围内为100µV。UhHednc

3.动态范围

运算放大器的轨到轨输出可帮助设计人员利用可用的信号动态范围，从而简化应用中的电路设计，包括传感器接口和电池供电设备等应用。例如，ST的TSZ181H1和TSZ182H1运算放大器具有2.2V至5.5V的宽电源电压范围，因此这些器件具有轨到轨输入和输出，进而最大限度地提高了可用动态范围。UhHednc

此外，Diodes公司的AS333Q运算放大器能够处理轨到轨的共模以外的输入，使运算放大器同时支持输入端及接地电位参考信号。UhHednc

其他重要功能

除了这三个特性之外，精密运算放大器还提供了一系列功能，这些功能极大地提高了传感器接口设计的准确性和稳定性。例如，ST的新型运算放大器TSB182具有3MHz的增益带宽积(GBW)和2V/μs的压摆率，可确保在整个频率范围内将输出失真降至最低。UhHednc

这款精密运算放大器还具有24nV/√Hz的输入噪声电压，可满足需要高分辨率和高灵敏度的应用。此外，它还针对电磁干扰(EMI)进行了强化，以增强在电噪声环境中的性能。UhHednc

(原文刊登于EDN姊妹网站Planet Analog，参考链接：What matters in op-amps serving sensor interface designs，由Ricardo Xie编译。)UhHednc