《電子技術(shù)應用》
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運算放大器增益誤差設計
摘要: 您坐下來為您的電路選擇合適的運算放大器(opamp)時,首先要做的便是確定系統(tǒng)通過該放大器進行傳輸?shù)男盘枎?。一旦您確定下來這一點,,您便可以開始尋找正確的放大器。
Abstract:
Key words :

您坐下來為您的電路選擇合適的運算放大器 (op amp) 時,,首先要做的便是確定系統(tǒng)通過該放大器進行傳輸?shù)男盘枎?。一旦您確定下來這一點,您便可以開始尋找正確的放大器,。來自高速設計專家的告誡是:您應該避免使用相對您的應用而言速度過快的模擬器件,。因此,,您要盡量選擇一種閉環(huán)帶寬稍高于信號最大頻率的放大器。

  它聽起來好像是一種較好的產(chǎn)品選擇方案,,但是這種設計方法將可能會給您的應用板帶來災難性的后果,。在實驗室中,您可能會發(fā)現(xiàn)當您將應用最大頻率的輸入正弦波信號置入系統(tǒng)時,,您放大器的輸出信號并未穿過希望的全刻度模擬范圍,。信號增益" title="增益">增益遠低于預期。您放大器的轉(zhuǎn)換速率等級超出所需,。另外,,您并沒有驅(qū)動放大器輸出至電源軌中。哪里出錯了呢,?

  不要再反復檢查您的電阻值了,!在增益單元中設計某個放大器時,為這項工作選擇備選放大器時您需要了解一些事情,。例如,,您的信號最大帶寬 (SBW) 是多少?放大器閉環(huán)噪聲增益 (NG) 是多少,,以及考慮中的放大器的增益帶寬產(chǎn)品 (GBWP) 是什么,?另外,您想要容許多少增益誤差" title="誤差">誤差,?閉環(huán)噪聲增益就是放大器增益,,就像一個小電壓源與運算放大器同相輸入串聯(lián)。

  讓我們通過例子來說明這個問題,。例如,,以1 MHz信號帶寬 (SBW) 開始,圖 1 所示放大器電路噪聲增益(NG = 1 + 9R/R)為10V/V,。圖1還顯示了具有相對于該電路剛好足夠帶寬的放大器的開環(huán)頻率響應,;或者您認為合適的開環(huán)頻率響應。放大器 GBWP 為 16 MHz,。

  

  圖1:該電壓反饋放大器的開環(huán)增益和閉環(huán)增益具有16 MHz的增益帶寬產(chǎn)品和10 V/V的電路噪聲增益,。

  由圖 1 所示可知,像它這樣的運算放大器可以支持 1 MHz 頻率 10 V/V (20 dB) 的增益,,但我們需要進一步研究,。SBW 開環(huán)增益曲線的增益為:

  

  在我們的例子中,1 MHz頻率下放大器的開環(huán)增益 (AVOL-SBW) 等于 16 V/V,。但是,,沒什么好抱怨的。該電路的閉環(huán)增益誤差等于 NG/(AOL-SBW + NG)。在我們的例子中,,1 MHz 閉環(huán)增益誤差等于 0.385,,即 38.5% 的增益誤差!

  就該電路而言,,如果您想要容許放大器 0.05 的增益誤差,,同時您知道因產(chǎn)品和溫度的不同,放大器的 GBWP 會改變 30% 最大值,,則您需要一個具有 247 MHz GBWP 的放大器,。產(chǎn)品選擇部分的指導公式如下:

  

  在為您的電路選擇放大器時,請使用該公式獲得一次過關,。在您確定放大器的帶寬以后,,您便可以開始深入研究您應用的其它重要放大器特性,例如:電壓補償或噪聲,。

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