近年來，以電池作為電源的電子產(chǎn)品得到廣泛使用，設(shè)計工程師迫切要求采用低電壓的模擬電路來降低功耗。低電壓、低功耗、低噪聲的模擬電路設(shè)計技術(shù)正成為研究的熱點。從節(jié)約能源角度考慮，低的功率消耗不僅是電池驅(qū)動的便攜設(shè)備的需求，即便對使用市電的大型系統(tǒng)也是迫切需要，它不但可以延長設(shè)備的使用時間，而且還可以延緩設(shè)備的老化。作為集成電路中**基本的單元，運算放大器的重要性眾所周知。在低壓運算放大器中，由于電源電壓的降低，信號的動態(tài)范圍減小，同時 噪聲信號幅度相對增大，放大器的信噪比降低。在越來越復(fù)雜的設(shè)計系統(tǒng)中，客戶迫切需要****的模擬設(shè)計方案。
開發(fā)背景
隨著醫(yī)療電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，用于個人保健的移動手持式醫(yī)療電子設(shè)備也同樣在快速發(fā)展，消費者對于手持式除顫儀、動態(tài)血糖監(jiān)視儀、家庭用監(jiān)護(hù)儀的需求越來越強勁。另一種典型的手持式醫(yī)療產(chǎn)品就是非接觸式紅外測溫儀，從2003年的非典到近年來的甲流，非接觸式紅外測溫儀不需要接觸物體即可測得物體的溫度，這個特點使其在一些容易傳染的疾病或者比較危險的行業(yè)進(jìn)行測溫成為**好的選擇。設(shè)計這類產(chǎn)品不是一件容易的事，選擇適當(dāng)?shù)脑詽M足設(shè)計規(guī)范要求，盡可能降低成本，確保設(shè)計方案的功率，特別關(guān)注產(chǎn)品的實際大小等都是在產(chǎn)品設(shè)計過程中必須考慮的問題。
不論是溫度、脈搏、血糖讀取或是其它生物傳感器，實現(xiàn)適當(dāng)?shù)男盘柗糯笳{(diào)理鏈路都是十分重要的問題。在模擬前端電路中，運算放大器是**關(guān)鍵的單元，這種電路中通常選擇低噪聲、高精度、低功耗、低偏置電流的運算放大器。信號鏈的****級一般使用高共模抑制比、低偏置電流(特別是對紅外傳感器)、低噪聲的運放；第二級會選用低功耗、高精度、低噪聲的運算放大器。信號鏈的下一階是性能良好的 delta-sigma或逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。單周期濾波器設(shè)置以及隨需轉(zhuǎn)換等特性簡化了ADC的設(shè)計要求，也提高了轉(zhuǎn)換速度，并提供了較大的 源阻抗。利用適當(dāng)?shù)牟季旨霸x擇，可將一個干凈、精確而有意義的信號輸入到系統(tǒng)微處理器或DSP中。(圖1)
紅外測溫系統(tǒng)是利用物體的輻射能量與溫度有關(guān)的原理而組成測溫的系統(tǒng)。將普朗克公式在探測器工作波長范圍內(nèi)積分可以得出目標(biāo)輻射率的大小與目標(biāo)溫度間存在著固定的對應(yīng)關(guān)系，用紅外探測器測出目標(biāo)的熱輻射功率，就能計算出目標(biāo)的表面溫度，這是紅外測溫的理論基礎(chǔ)。如圖2所示，傳感器輸出信號經(jīng)放大、濾波，與溫 度補償環(huán)節(jié)進(jìn)行修正和補償，**后得到與被測物體溫度成正比的電壓。
在這些應(yīng)用中，運算放大器是非常關(guān)鍵的器件，因為目前手持式溫度計使用電池供電，要求**低的功耗。此外，在紅外應(yīng)用中，低偏置電流也是一個重要因素，因為溫度計是一個數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，而且是一個頻率比較低的系統(tǒng)，需要低的失調(diào)電壓和低的噪聲。
用DIO2051/2052實現(xiàn)血氧儀和紅外測溫儀
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