EO_501

ELETTRONICA OGGI 501 - APRILE 2022 21 ANALOG OP AMPS l’amplificatore di spegnimento offre altri vantaggi meno evidenti, come la protezione dalle tensioni di ingresso e uno stato di uscita definito durante lo spegnimento. La maggior parte degli amplificatori presenta diodi di ingresso a scarica elettrostatica (ESD) dai loro pin di ingresso ai rail di alimentazione. Questi diodi sono progettati per proteggere da eventi ESD a breve termine, ma possono subire danni dall’applicazione di una tensione di ingresso sopra il rail V+ o sotto il rail V-. Come mostrato nella figura 2, le strutture ESD di ingresso potrebbero subire danni in caso di spegnimento di un amplificatore tramite i pin di alimentazione e se si applica un segnale di ingresso. Quando si spegne un amplificatore utilizzando il pin di spegnimento, tuttavia, i relativi rail di alimentazione rimangono presenti e consentono ai pin di ingresso di continuare a vedere livelli di tensione di ingresso normali. Questo è vero per la maggior parte degli amplificatori di spegnimento. In caso di dubbi, è possibile consultare la scheda tecnica del prodotto o chiedere ad un tecnico sui Forum E2ETM di TI . Unulteriorevantaggiodell’utilizzodel pindi spegnimento per spegnere un dispositivo è la possibilità di porre l’uscita in uno stato noto. Quando un amplificatore operazionale entra inmodalità di spegnimento, la scheda tecnica descrive spesso l’uscita come un nodo ad alta impedenza. Quando un amplificatore operazionale viene semplicemente spento attraverso i rail di alimentazione, il comportamento del pin di uscita non è definito. Anche in questo caso, in presenza di dubbi è possibile controllare nuovamente questa funzionalità sulla scheda tecnica del prodotto. Come evidenziato nell’articolo tecnico Che cosa dovrebbe fare esattamente il pin di spegnimento Fig. 2 – Accensione dei diodi ESD di un amplificatore operazionale con un segnale di ingresso di un amplificatore operazionale? , ulteriori potenziali vantaggi dei pin di spegnimento includono la compatibilità con la logica digitale, il risparmio sui costi, il risparmio di spazio e la riduzione della complessità del progetto. Risparmio energetico grazie allo spegnimento Per un’applicazione di spegnimento, è possibile utilizzare la IQ dell’amplificatore, la sua IQ di spegnimento (IQSD), la sua tensione di alimentazione (V supply ), e il suo tempo previsto sia di uscita dallo spegnimento (t on ) sia di entrata nello spegnimento (t off ) per stimare il risparmio energetico a riposo disponibile. Se il carico resistivo è trascurabile, il risparmio energetico a riposo corrisponde al risparmioenergetico totale. Per semplicità, ipotizziamo che sia così. In base a questa ipotesi, l’Equazione 1 calcola la potenza media consumata da un dispositivo che si accende e si spegne. Analogamente, l’Equazione 2 calcola la potenza media risparmiata rispetto a un dispositivo che viene lasciato sempre acceso: Applichiamo quindi alcune misurazioni prese dal mondo reale alle Equazioni 1 e 2 per stimare il potenziale risparmioenergeticodi spegnimento. Perquestoesempio, si consideri il dispositivo TLV9042S in una configurazione con buffer di guadagno unitario. L’ingresso è legato all’alimentazione intermedia e l’uscita viene lasciata senza carico, come mostrato nella figura 3. La mia collega, Carolina, ha acceso l’unità a tre livelli di tensione di alimentazione comuni e misurato la I Q corrispondente; quindi ha posto il dispositivo in spegnimento e misurato nuovamente la I Q a ciascuno dei livelli di alimentazione. La tabella 1 mostra le misurazioni. Si noti come questi risultati siano leggermente migliori rispetto alle specifiche della scheda tecnica in quanto la I QSD per ciascun canale è leggermente inferiore nel TLV9042 a doppio canale rispetto al TLV9041 a canale singolo, il cui valore più conservativo è riportato nella scheda tecnica. Con i dati della tabella 1 è ora possibile stimare l’eventuale risparmio energetico per diverse applicazioni a basso consumo utilizzando la funzione di spegnimento del dispositivo TLV9042S. A seconda dell’applicazione a bassa potenza, come un amplificatore a fotodiodo o un rilevatore di fumo alimentato a batteria, vi sono diversi duty cycle che contribuiscono amassimizzare il risparmio energetico senza compromettere la funzionalità del