プレスリリース
2022年6月14日

~ 高速化するセンサの技術課題を解決します ~

160MHz, 1.4nV/√Hz, 高速オペアンプ「NJM2725」の量産開始

日清紡マイクロデバイス株式会社 (代表取締役社⾧:田路 悟) は、高速センサ向けに最適な160MHz, 1.4nV/√Hzの高速ローノイズオペアンプ「NJM2725」の量産を開始しました。

概要

近年、Society 5.0、Industry 4.0, 中国製造2025など、国家プロジェクトでの技術革新が急速に進んでおり、日常生活の場面でも店舗の案内ロボットや、自動車の自動運転機能、倉庫での荷物の仕分けまでをロボットが行うようなシチュエーションが増えてきています。この背景に、IoTやAI、ロボットの普及があり、これらを支える裏方としてセンサがあります。センサは、外部からの変化を電気信号に変換するものです。この信号を正確に増幅し適切に処理できるようにするのがオペアンプの役割の一つです。
NJM2725は160MHzという高速性を持ちながら、1.4nV/√Hzのローノイズ性能を兼ね備えたオペアンプで、この特性は距離や、物質の状態を非接触で把握する超音波センサに最適なスペックです。

NJM2725

NJM2725 (左から MSOP8(VSP8) パッケージ、SOP8 パッケージ)

特⾧

1. 超音波センサを考えた160MHzの周波数性能

超音波は人間に聞き取ることができない周波数の総称です。超音波を利用すると物体との距離や、厚さなどの状態を非接触で把握することができます。NJM2725のGBW=160MHzという周波数性能は近接センサ、液面センサ、重送検知センサといった超音波を扱う産業用センサの信号を高速に増幅できます。

周波数性能

2. 目指したのは最高のS/N比 (信号対雑音比) を提供するオペアンプ

超音波を始めとする高速センサは高速だけでなく、ローノイズであることも重要です。NJM2725が目指したのはセンサ本来の信号を忠実に再現することです。これにより、弊社オペアンプ製品で最も低い1.4nV/√Hzというノイズ性能を実現しました。この性能がセンサ本来の性能をサポートし、より高い再現性を提供します。NJM2725は高速化、かつ高性能化が進むセンサ市場の発展に貢献します。

出力波形比較
測定回路

3. 単電源動作を想定した設計

一般的にバッテリ動作のセットや、センサ信号をADコンバータで取り込むことを考えると、オペアンプも単電源で使うことが多くなります。NJM2725は当社製品で最高の高速特性とローノイズ特性を求めた結果、単電源時はGND (0V) 付近の信号を扱うことができません。通常、このような特性を持つオペアンプにGND付近の信号を入力してしまうと、出力信号が反転してしまうといった扱いづらい部分が出てしまう事があります。そこで、NJM2725はGNDや電源付近の入力信号が入った場合でも出力反転を防止する回路を内蔵しました。単電源動作でお使いになった場合でも安心・安定の性能を提供します。

出力反転を防止する回路を内蔵

4. 組み合わせで最適な性能を発揮

フロントエンドのシグナルチェーンを考えた場合、センサからの微小な信号をオペアンプで5Vまで増幅し、マイコン等でAD変換とデジタル処理されます。この時、微小な信号からデジタル化する手前までを一つのICで実現しようとするとその分オペアンプのコストに反映されます。そこでNJM2725と、高速フルスイングオペアンプ (例:NJU77582) を併用することで、NJM2725は高速ローノイズを活かした微小信号の増幅に特化、後段のオペアンプは入出力フルスイング特性でマイコンとの調整に特化することで、コストパフォーマンスの高い高性能センサモジュールを実現します。

超音波センサアンプ例

製品機能

(V+ = 5V, V = 0V, Typical value)

GBW 160 MHz
ローノイズ 1.4 nV/√Hz (f = 100kHz)
入力オフセット電圧 1 mV max
電源電圧 4 V to 10 V
同相入力電圧範囲 1.5 V to 3.8 V
High レベル出力電圧 (RL = 1kΩ) 1.3 V to 3.5 V
消費電流 4 mA/ch
動作温度 -40°C to 125°C
スルーレート 15 V/µs
安定ゲイン ≥ 2
パッケージ MSOP8 (VSP8) (2.8×2.9×1.2 ㎜)
SOP8 (3.9×4.9×1.55 ㎜) ※開発中

アプリケーション

  • ローノイズ計測機器
  • 超音波センサ
  • 高速ローノイズアクティブフィルタ
  • ADCバッファアンプ
  • センサインターフェイス

参考価格

198 円 (税込み)

※1リール購入時 (MSOP8(VSP8):2000個、SOP8:2500個)
※2022年6月現在の消費税率に基づいて金額を表示しています

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