在物聯(lián)網(wǎng)和便攜式設(shè)備快速發(fā)展的背景下，低功耗設(shè)計(jì)成為系統(tǒng)工程師面臨的核心挑戰(zhàn)之一。運(yùn)算放大器代理商-中芯巨能將介紹一種實(shí)用的節(jié)能方法——通過合理使用具有禁用（Disable）引腳的運(yùn)算放大器，在不犧牲信號(hào)精度的前提下顯著降低整體功耗。

禁用引腳的功能與節(jié)能原理

現(xiàn)代許多高性能運(yùn)算放大器（如ADA4807等）集成了禁用功能引腳，允許器件在非活躍狀態(tài)下進(jìn)入低功耗模式。在該模式下，放大器內(nèi)部偏置電路關(guān)閉，靜態(tài)電流大幅下降，從而實(shí)現(xiàn)高達(dá)99%的功耗節(jié)省。

禁用模式適用于不需要實(shí)時(shí)信號(hào)處理的待機(jī)或空閑狀態(tài)。例如，在ADC前端作為緩沖器使用的運(yùn)放，只有在ADC進(jìn)行采樣時(shí)才需要處于激活狀態(tài)。其余時(shí)間可安全地關(guān)閉以節(jié)省電能。

實(shí)際應(yīng)用示例：ADC驅(qū)動(dòng)器中的節(jié)能策略

以AD7980 ADC為例，其輸入級(jí)為采樣保持結(jié)構(gòu)，工作流程包括：

輸入電容充電至待測電壓；

電容隔離并送入轉(zhuǎn)換模塊；

轉(zhuǎn)換完成后輸出結(jié)果。

在此過程中，運(yùn)算放大器僅需在采樣階段保持激活狀態(tài)，其余時(shí)間可通過禁用引腳關(guān)閉。具體實(shí)施步驟如下：

利用ADC的“轉(zhuǎn)換開始”（CONVST）信號(hào)作為觸發(fā)源；

在采樣前約750ns啟用運(yùn)放，確保其有足夠時(shí)間穩(wěn)定并驅(qū)動(dòng)輸入電容；

轉(zhuǎn)換完成后重新進(jìn)入禁用模式。

功耗節(jié)省估算

根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，在不同采樣速率下，功耗節(jié)省效果如下：

1kSPS采樣率：節(jié)省99.83%，總功耗僅0.02mW；

1MSPS采樣率：節(jié)省92.41%，總功耗約為10.75mW。

此數(shù)值僅為運(yùn)放緩沖器的節(jié)能貢獻(xiàn)，若同時(shí)對(duì)基準(zhǔn)電壓緩沖器采用類似策略，整體系統(tǒng)節(jié)能效果將更顯著。

性能影響評(píng)估

盡管引入了間歇性關(guān)斷機(jī)制，但現(xiàn)代高精度運(yùn)放在恢復(fù)后仍能維持優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能表現(xiàn)。以ADA4807為例，在500ns采樣時(shí)間內(nèi)，信納比（SINAD）偏差小于0.5dB，滿足多數(shù)中高精度測量需求。

需要注意的是，不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如反相放大、差分放大等）及增益配置下的恢復(fù)時(shí)間和功耗節(jié)省比例會(huì)有所不同，建議結(jié)合具體應(yīng)用場景進(jìn)行測試驗(yàn)證。

器件選型建議

選用具備禁用引腳的運(yùn)放時(shí)，應(yīng)關(guān)注以下參數(shù)：

啟動(dòng)/恢復(fù)時(shí)間

容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力

關(guān)斷模式下的漏電流

靜態(tài)電流（IQ）

典型推薦型號(hào)：ADA4807、OPA363、LMP7701等。如需ADA4807、OPA363、LMP7701產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請(qǐng)加客服微信：13310830171。

在低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，巧妙利用運(yùn)算放大器的禁用功能不僅不會(huì)犧牲系統(tǒng)精度，反而能在保證性能的同時(shí)顯著延長電池壽命。對(duì)于需要間歇性工作的ADC前端應(yīng)用，這一策略尤為有效。建議工程師在項(xiàng)目初期即考慮此類控制邏輯，并通過實(shí)際測量優(yōu)化開啟時(shí)間與節(jié)能效率之間的平衡點(diǎn)。