¿Cómo cambia el CMRR de los circuitos integrados de amplificador de diferencia con el tiempo?

Cuando diseño circuitos analógicos de precisión, a menudo me encuentro con partes que parecen ser lo suficientemente precisas para mis propósitos, pero donde la hoja de datos no especifica cómo cambiarán los parámetros clave con el tiempo.

En este momento, estoy mirando hojas de datos para amplificadores de diferencia (por ejemplo, el INA157 ), y el CMRR se ve mejor que lo que lograría usando divisores de resistencia combinados asequibles (por ejemplo, el MAX5490 ). Sin embargo, las proporciones de las resistencias variarán con el tiempo, lo que reducirá el CMRR.

Los divisores de resistencia a menudo dan un valor típico para esta deriva en relación, por lo que puedo estimar cuánto tiempo puede durar mi circuito sin recalibración. Sin embargo, mientras que algunos de los amplificadores de diferencia que vi especifican la desviación del desplazamiento de entrada con el tiempo, todavía no vi uno que especifique el cambio en CMRR o la relación de resistencia coincidente con el tiempo.

Asumiría que los parámetros no se desplazarán mucho más allá de los límites iniciales con el tiempo, y esto parece ser cierto, por ejemplo, para el voltaje de compensación de muchos amplificadores operacionales, pero por otro lado, recuerdo haber visto resistencias de 0.1% que eran solo especificado para derivar menos del 2% (o algo así como esa magnitud) dentro de unas pocas miles de horas.

Ahora me pregunto: ¿Existe alguna regla general para estimar cómo se desarrollará el CMRR (o parámetros similares sin especificación de antigüedad)? ¿Puedo suponer que se mantendrá por encima de la especificación "mínima" incluso después de algunos años de uso? Si no, ¿durante cuántas horas de uso sigue siendo válida la especificación de la hoja de datos?

Si bien los valores de las resistencias en los amplificadores de diferencia variarán con el tiempo, están construidos para que todos cambien de manera similar, por lo que CMRR no debería variar debido a cambios en las resistencias.
Las resistencias en redes combinadas también se construyen de esta manera, y sus proporciones varían (aunque lentamente), ya que las resistencias no envejecen exactamente de la misma manera. Por ejemplo, el divisor de resistencia coincidente MAX5490 especifica un cambio de relación de 0,03 % típico durante 2000 horas a 70 °C. Eso parece muy pequeño, pero los CMRR altos exigen una coincidencia muy precisa. Por ejemplo, un CMRR de 80 dB requiere que las proporciones de los dos divisores de resistencia coincidan dentro del 0,02 %.
¿Ya le preguntaste al fabricante? Ciertamente no sé la respuesta. Pero me imagino que hay gente en el negocio que sí sabe, y probablemente trabajen para National, Lineal, TI, Maxim o lo que sea. Sin ofender a nadie que dejé fuera.
@mkeith Todavía no. Intentaré enviar un correo electrónico a Analog, porque ellos hacen el IC que decidí por ahora, e informaré si / cuando obtenga una respuesta.
Volví a publicar mi pregunta en la zona de ingenieros de Analog Devices ahora: ez.analog.com/message/168215 .
Supongo que alguien también debería notar que la pregunta recibió una respuesta bastante satisfactoria allí (en el sitio de AD). En resumen: prueban algunas piezas de gama alta explícitamente para este problema, pero para las piezas de gama baja simplemente asumen que el proceso de fabricación garantiza la estabilidad a través de la misma deriva a lo largo del tiempo hasta cierto punto. También dicen que la mayor parte de la deriva ocurre durante un período de "adaptación" (mi término) y, por lo tanto, sugieren que se vuelva a probar después de aproximadamente 1000 horas (un mes) de uso continuo.
Ya comencé a escribir una respuesta basada en esa respuesta, pero quería esperar hasta que tuviera un poco más de aclaración. Según entendí la respuesta, un dispositivo normalmente seguirá estando dentro de las especificaciones mínimas/máximas iniciales después de 1000 horas, y la deriva se ralentiza con el tiempo, por lo que probablemente no irá mucho más allá de las especificaciones mínimas/máximas dentro de varios miles de horas. Sin embargo, no estoy 100% seguro acerca de esa interpretación, así que estoy esperando una respuesta a mi pregunta de seguimiento.
@Medo42 y ese enlace está muerto ahora, por lo que alentamos a las personas a publicar contenido aquí en lugar de solo enlaces

Respuestas (1)

Si la hoja de datos no muestra los detalles de una contribución particular al error de algún valor, debe asumir que la contribución del error ya se tiene en cuenta en el rango mínimo/máximo del valor.

En su ejemplo, la hoja de datos no muestra la deriva de CMRR a lo largo del tiempo. Por lo tanto, puede suponer que esta deriva ya se tiene en cuenta en la especificación min CMRR. Eso no significa que el CMRR no variará con el tiempo, la temperatura, la fase de la luna o lo que haya desayunado, sino que no bajará del mínimo especificado en todas las combinaciones de condiciones válidas.

Diseñe su circuito para tolerar el CMRR mínimo, y todo debería estar bien. La mayoría de las veces será mejor que eso, pero no puedes confiar en eso.

Tenga en cuenta que esto también significa que realizar la calibración a las condiciones iniciales encontradas en el primer encendido no ofrece ninguna garantía. De hecho, empeora el peor de los casos, ya que esto agregará una compensación al valor del error. Por ejemplo, supongamos que se garantiza que un parámetro sea de 95 a 105, siendo 100 el valor nominal. Eso significa que el dispositivo podría, en cualquier momento y por cualquier motivo, oscilar entre 95 y 105. Si resulta que está en 105 cuando realiza la calibración, al hacer que el circuito externo reste 5, obtendrá 90 cuando el dispositivo se desplace a 95. .

Para realizar la calibración con garantías, el parámetro que calibra debe separarse en precisión inicial y componentes de desviación a largo plazo. Si el dispositivo que está tratando de usar no está especificado de esa manera, hable con el fabricante para ver si hay más detalles disponibles o use una pieza diferente.

Creo que es una interpretación sorprendentemente sólida de las especificaciones. Siempre supuse que los fabricantes lo mencionarían en sus hojas de datos si tenían pruebas a largo plazo de sus componentes, y sin ellas, ¿cómo podrían hacer promesas a largo plazo? Estoy seguro de que tiene experiencia detrás de esa afirmación, pero ¿puede señalarme algún libro de texto / declaración del fabricante como fuente?
@Med: está tratando de leer demasiado en la hoja de datos. Solo se le garantiza lo que dice que se le garantiza. Tratar de adivinar con qué más puedes salirte con la tuya te meterá en problemas. Los fabricantes suelen saber mucho más sobre sus dispositivos de lo que ponen en las hojas de datos. Si cree que un dispositivo puede tener características adicionales que no están especificadas, hable con un ingeniero de aplicaciones de la empresa.
No estoy seguro de cómo entender eso. Parece que está tomando dos puntos opuestos en su respuesta y comentario: primero sugiere que puedo confiar en que los valores mínimos / máximos se mantengan a largo plazo si la deriva a largo plazo no se especifica en la hoja de datos, y luego dice que no debería No confíe en cosas no especificadas en la hoja de datos. ¿Cuál es?
@Med: solo puede confiar en las cosas especificadas en la hoja de datos, a menos que obtenga información adicional del fabricante. Sin embargo, si la deriva no se especifica por separado, el rango a largo plazo del valor se especifica en la hoja de datos. Si no se menciona que un valor solo es válido durante un tiempo, puede suponer que se aplica durante la vida útil de la pieza, suponiendo que se hayan respetado los límites máximos absolutos en todo momento.
Ok, gracias por aclarar y también por tu respuesta. Solo quería preguntarle si puede proporcionar una fuente para confirmar su respuesta (es decir, que la deriva a largo plazo está incluida en las especificaciones mínimas/máximas a menos que se mencione por separado), porque siempre supuse que las especificaciones mínimas/máximas solo le daban precisión inicial . Por lo tanto, estoy leyendo menos en la hoja de datos que usted y, por lo tanto, encontré su comentario sorprendente.
¿Cómo cambia el CMRR de los circuitos integrados de amplificador de diferencia con el tiempo?
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