¿Cómo cambia con el tiempo la CMRR de los circuitos integrados de amplificación diferencial?

Question

Al diseñar circuitos analógicos de precisión, a menudo me encuentro con piezas que parecen ser más que lo suficientemente precisas para mis propósitos, pero en cuya hoja de datos no se especifica cómo cambiarán los parámetros clave con el tiempo.

En este momento, estoy mirando las hojas de datos de los amplificadores de diferencia (por ejemplo, el INA157 ), y la CMRR parece mejor que la que conseguiría utilizando divisores de resistencias igualados asequibles (por ejemplo, el MAX5490 ). Sin embargo, las relaciones de las resistencias variarán con el tiempo, lo que reducirá la CMRR.

Los divisores de resistencias suelen dar un valor típico para esta deriva en la relación, por lo que puedo estimar cuánto tiempo puede durar mi circuito sin recalibración. Sin embargo, aunque algunos de los amplificadores diferenciales que he visto especifican la deriva del offset de entrada con el tiempo, aún no he visto ninguno que especifique el cambio en la CMRR o la adaptación de la relación de resistencias con el tiempo.

Yo supondría que los parámetros no se desviarán mucho más allá de los límites iniciales con el paso del tiempo, y esto parece ser cierto, por ejemplo, para la tensión de offset de muchos amplificadores operacionales, pero por otro lado, recuerdo haber visto resistencias del 0,1% que sólo estaban especificadas para desviarse menos del 2% (o algo parecido) en unos pocos miles de horas.

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

Answer 1

Si la hoja de datos no muestra los detalles de una contribución concreta al error de algún valor, hay que suponer que esa contribución de error ya se tiene en cuenta en el intervalo mín./máx. del valor.

En tu ejemplo, la hoja de datos no muestra la deriva de la CMRR con el tiempo. Por lo tanto, puedes suponer que esta deriva ya se tiene en cuenta en la especificación CMRR mínima. Eso no significa que la CMRR no se desvíe con el tiempo, la temperatura, la fase de la luna o lo que hayas desayunado, sino que no caerá por debajo del mínimo especificado en todas las combinaciones de condiciones válidas.

Diseña tu circuito para tolerar la CMRR mínima, y todo debería ir bien. La mayoría de las veces lo superará, pero no se puede confiar en ello.

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 añadirá un desplazamiento al valor del error. Por ejemplo, digamos que un parámetro está garantizado de 95 a 105, siendo 100 el nominal. Esto significa que el dispositivo podría oscilar entre 95 y 105 en cualquier momento y por cualquier motivo. Si en el momento de realizar la calibración se encuentra en 105, el circuito externo restará 5 y obtendrá 90 cuando el dispositivo se desvíe a 95.

Para realizar la calibración con garantías, el parámetro que se calibra debe separarse en componentes de precisión inicial y de deriva a largo plazo. Si el dispositivo que intentas utilizar no está especificado de esta forma, habla con el fabricante para ver si dispone de más detalles o utiliza una pieza diferente.