精密运算放大器可满足汽车信号调节需求

作者：标准线性与逻辑产品线经理 Johnny Lu

我们已经普遍认为汽车是装上车轮的计算机，许多知名业界人士也如此表示。但这种比喻可能有误导成分，因为模拟信号在汽车产业中与数字计算同等重要。

现今的车辆装满了各种传感器，用于获取温度、压力等数据。由此产生的模拟信号都需要进行处理和信号调节，导致电子设备成本占汽车总成本的比重不断上升，从 1970 年的 5% 上升到如今的 35% 以上，预计在 2030 年将达到 50% [1]。

随着汽车新增更多功能，对精密信号调节的需求只会有增无减。例如，先进驾驶辅助系统 (ADAS) 已经通过自适应巡航(ACC)、防碰撞和自动紧急制动等功能改变了驾驶体验。ADAS 系统所需的数据来自多个车内信号来源，包括需要调节的模拟信号。

向电动汽车的转变也同样带来了新需求，例如逆变器控制、电机控制和电池管理系统，这些同样需要模拟信号处理。需要信号调节的车内产品应用几乎数不胜数，例如安全气囊、位置传感器、座位使用检测系统等。

这些不断增长的需求意味着设计工程师需要能够在带宽、动态范围和信噪比等标准方面提供高精度和性能的电子元器件。这些元器件也必须足够耐用，能适应汽车不断变化和潜在的严酷环境，符合车用质量和安全标准，并确保功率效率，以减少对汽车电池的需求，并将发热所造成的问题降到最小。

运算放大器是信号调节中最常见且最重要的元器件之一。Diodes 公司针对不同的使用案例推出了两款符合汽车规格的新型精密运算放大器产品，以满足汽车应用需求。

首先，轨对轨(Rail-to-Rail)输入/输出的 AS2376Q 产品提供了高信噪比特性。这代表该器件已针对车载充电器 (OBC)、直流对直流 (DC-DC) 转换器、电池管理系统 (BMS) 应用和安全气囊等产品应用进行了优化。

AS2376Q 具有 5.5MHz 的带宽，可处理 50kHz 信号，而不会明显损失交流信号精度。低输入噪声密度为 9.5nV/√Hz，低频噪声为 0.8µVpp，轨对轨输出可提供较佳的信噪比。AS2376Q 的典型补偿电压为 5µV，可在低至 DC 的范围内保持宽广的动态范围。轨对轨输入范围使该器件能够调节接地轨和电源轨的信号。

其次，轨对轨输入/输出的 AS2333Q 运算放大器在每个放大器通道上仅需要 12μA 的微小静态电流。这意味着该器件非常适用于在车辆未发动时仍必须保持运作的功能，同时不会因为车辆长时间停放而耗尽电池。其斩波稳定(Chopper-Stabilized)轨对轨输入范围能让 AS2333Q 在整个共模(Common-Mode)电压范围内提供极低的失调电压和低频噪声。

这两款符合汽车规格的运算放大器均符合 AEC-Q100 Grade 1 等级规范，并提供车内应用所需的可靠性。

无论最重要的是信噪比，还是最小静态电流下的精密信号调节，AS2376Q 和 AS2333Q 运算放大器都能提供满足如今汽车信号调节需求的解决方案。

[1] https://www.statista.com/statistics/277931/automotive-electronics-cost-as-a-share-of-total-car-cost-worldwide/

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