本指南將詳細(xì)考察精密信號(hào)調(diào)理應(yīng)用中適用放大器的一些相關(guān)問(wèn)題。盡管這些討論把OP177運(yùn)算放大器當(dāng)作了精密雙極性放大器的“金標(biāo)準(zhǔn)”,，但一些新產(chǎn)品（比如軌到軌輸出OP777,、OP727以及OP747、OP1177,、OP2177和OP4177）都以更小的封裝提供不相上下的性能。

　　2 正文

　　2.1 精密運(yùn)算放大器的特性

　　市場(chǎng)上有開(kāi)環(huán)增益大于100萬(wàn)的精密運(yùn)算放大器，共模和電源抑制比也達(dá)到這一數(shù)量級(jí),。還有失調(diào)電壓低于25uV,、失調(diào)漂移低于0.1uV/°C的雙電源運(yùn)算放大器（如OP177），然而,，單電源精密雙極性運(yùn)算放大器有時(shí)還達(dá)不到這一性能水平,。這是低功耗、低電壓應(yīng)用有時(shí)必須面對(duì)的權(quán)衡考量,。但另一方面,，現(xiàn)代斬波穩(wěn)定（自穩(wěn)零）運(yùn)算放大器的失調(diào)和失調(diào)電壓漂移無(wú)法與噪聲區(qū)分開(kāi)來(lái)，而且這些器件以單電源供電,，同時(shí)提供軌到軌輸入和輸出,。它們也有自己的問(wèn)題。

　　必須注意的是,，直流開(kāi)環(huán)增益,、失調(diào)電壓、電源抑制（PSR）和共模抑制（CMR）并非選擇精密放大器時(shí)的唯一考慮因素,。放大器的交流性能也很重要,，即使在“低”頻下也是如此。

　　開(kāi)環(huán)增益,、PSR和CMR都具有相對(duì)較低的轉(zhuǎn)折頻率,，因此，可能視為“低”頻的頻率實(shí)際上可能超過(guò)這些轉(zhuǎn)折頻率,，從而使誤差超出僅僅依靠直流參數(shù)預(yù)測(cè)的值,。例如，如果一個(gè)放大器的直流開(kāi)環(huán)增益為1000萬(wàn),，單位增益交越頻率為1MHz,，則其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)折頻率為0.1Hz!因此，我們必須在實(shí)際信號(hào)頻率下考慮開(kāi)環(huán)增益,。單極點(diǎn)單位增益交越頻率fu,、信號(hào)頻率fsig以及開(kāi)環(huán)增益AVOL（fsig）（在信號(hào)頻率下測(cè)得）之間的關(guān)系可表示為：

　　在上例中，100 kHz下的開(kāi)環(huán)增益為10,，10 kHz下則為100000,。請(qǐng)注意，恒定增益-帶寬積概念只適用于電壓反饋（VFB）運(yùn)算放大器,，并不適用于電流反饋（CFB）運(yùn)算放大器,，且很少用在精密應(yīng)用中。目標(biāo)頻率下開(kāi)環(huán)增益的損失可能帶來(lái)失真,，尤其是在音頻頻率下,。因此，線路頻率或諧波下的CMR或PSR損失也可能導(dǎo)致誤差,。

　　針對(duì)特定信號(hào)調(diào)理應(yīng)用選擇正確的放大器時(shí),，使問(wèn)題變得更加復(fù)雜的是市場(chǎng)上存在大量采用不同工藝（雙極性,、互補(bǔ)雙極性、BiFET,、CMOS,、BiCMOS）和架構(gòu)（傳統(tǒng)運(yùn)算放大器、儀表放大器,、軌波放大器,、隔離放大器等）制成的多種多樣的放大器。另外,，目前市場(chǎng)上有大量精密放大器可供選擇,，這些放大器采用單電源電壓，由于其信號(hào)擺幅,、電壓輸入和輸出限制有所下降,，結(jié)果使設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加復(fù)雜。目前,，失調(diào)電壓和噪聲在輸入信號(hào)中的意義更加重大,。圖1總結(jié)了精密運(yùn)算放大器的部分一般屬性。

　　2.2 精密運(yùn)算放大器直流誤差預(yù)算分析

　　為了對(duì)高精度運(yùn)算放大器電路中的各種誤差的大小形成一種概念,，圖2對(duì)OP177F進(jìn)行了一種簡(jiǎn)單的室溫分析,。放大器以反相輸入模式連接，其信號(hào)增益為100,。示意圖中同時(shí)還展示了數(shù)據(jù)手冊(cè)中的關(guān)鍵規(guī)格,。我們假定輸入信號(hào)為100 mV滿量程，相當(dāng)于10 V的輸出信號(hào),。各種誤差源均經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理為滿量程,，均以百萬(wàn)分率（ppm）為單位。注意：百萬(wàn)分（ppm）誤差=小數(shù)誤差× 10^6 = %誤差× 10^4,。注意，VOS和IOS導(dǎo)致的失調(diào)誤差以及有限AVOL導(dǎo)致的增益誤差可通過(guò)系統(tǒng)校準(zhǔn)予以消除,。然而,，因開(kāi)環(huán)增益非線性度引起的誤差無(wú)法通過(guò)校準(zhǔn)消除，結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)精度誤差,，通常稱(chēng)為分辨率誤差,。分辨率誤差的另一個(gè)貢獻(xiàn)因素是1/f噪聲。

　　該噪聲始終都是存在的,，會(huì)增加測(cè)量結(jié)果的不確定性,。電路在室溫下的總體相對(duì)精度為9 ppm，相當(dāng)于~17位分辨率,。

　　也可以將若干個(gè)單電源運(yùn)算放大器的性能與“金標(biāo)準(zhǔn)”O(jiān)P177進(jìn)行比較,，下面的圖3展示了一些代表性器件的比較結(jié)果,。

　　注意，圖3放大器列表并不包括斬波運(yùn)算放大器,。

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