Análisis de los escenarios de aplicación, la lógica de selección y las tendencias de adquisición de amplificadores operacionales y comparadores en los sistemas industriales de adquisición de datos.
En cualquier sistema industrial o inteligente, la ruta de la señal sensor → interfaz analógica de entrada → MCU / ADC define la integridad de los datos.
Si la señal se distorsiona antes de llegar a la MCU, ningún procesamiento digital podrá recuperar su precisión.
Los amplificadores operacionales y los comparadores son algunos de los CI más subestimados, pero también los más críticos para la fiabilidad industrial.
|
Tipo |
Función principal |
Consideraciones Clave |
|
Amplificador operacional |
Amplificación, filtrado, etapa de adaptación |
Ruido, desviación, rango de alimentación |
|
Comparador |
Determinación del umbral |
Retardo de propagación, jitter |
|
Amplificador de instrumentación |
Amplificación diferencial de alta precisión |
RRMC, deriva |
|
Conductor de ADC |
Excitación de la entrada del convertidor analógico-digital (ADC) |
Ancho de banda, estabilidad |
Los ingenieros suelen evaluar los circuitos integrados analógicos en función de: Densidad de ruido, Tensión de desplazamiento de entrada y deriva, Rango de tensión de alimentación. Estabilidad térmica, Disponibilidad a largo plazo.
Los amplificadores operacionales se utilizan ampliamente para:
Amplificación de la señal del sensor
Filtrado activo
Buffering de entrada del ADC
TI LM358DR: Amplificadores operacionales duales, amplio rango de alimentación, modelo de propósito general para aplicaciones industriales y de consumo.
TI TLV9002IDR: Bajo consumo de energía, bajo ruido, comúnmente utilizado en módulos industriales de adquisición de datos.
ADI AD8606ARZ: Amplificador operacional de precisión con bajo desfase, comúnmente utilizado en aplicaciones médicas y de medición industrial.
ST TSX321ILT: Amplificador operacional de bajo consumo y canal único, adecuado para sistemas alimentados por batería.
Estos amplificadores operacionales están ampliamente desplegados en Alemania, Italia y el sudeste asiático, especialmente en módulos de sensores y tarjetas de entrada/salida industriales.
Los comparadores deciden:
Cuándo se activa la protección
Cuándo se activan las alarmas
Si se permite que un sistema arranque
TI LM393DR: Comparador dual, extremadamente común en sistemas industriales y de potencia
ADI LTC1440CMS8: Comparador de consumo ultra bajo, comúnmente utilizado en sistemas portátiles y con batería
ON Semiconductor LMV358: Bajo voltaje y bajo consumo de energía, adecuado para diseños compactos
Un módulo industrial de adquisición de temperatura debe: amplificar señales débiles de termopar, suprimir el ruido industrial y activar la protección ante temperaturas anómalas.
Arquitectura de la solución: AD8606 para amplificación precisa de la señal, LM393 para comparación de sobretensión y la MCU solo recibe señales estables "procesadas".
Resultados: La precisión de la medición mejoró significativamente, la tasa de falsas alarmas disminuyó y el sistema superó las pruebas industriales de compatibilidad electromagnética (EMC).
El mercado de circuitos integrados analógicos se caracteriza por rasgos muy definidos: ciclos de vida largos (10–20 años), fluctuaciones de precios bajas y proyectos industriales que rara vez requieren cambios frecuentes de modelo.
En mercados como Alemania, India y Vietnam, los clientes otorgan mayor importancia a la consistencia por lote, a los canales de fabricante de equipos originales (OEM) y a la capacidad de suministro a largo plazo.
Los circuitos integrados digitales definen la complejidad del sistema. Los circuitos integrados analógicos definen la estabilidad, la precisión y la capacidad de fabricación.
EN
