实际放大器需要考虑的问题

2011-03-05 21:25:48来源: 互联网
(1)直流失调 图1所示的一个反相放大器附加有两个偏流I.Ia和Ib以及输入失调电压Vdc。双极晶体管输入级需要从输入端吸收一些电流才能工作。而CMOS类型输入级有更高的输入阻抗,吸收的偏置电流很小,但失调电压较双极类型的高。

  输入失调电压导致输出失调电压的产生,此电压等于Vd乘上闭环增益。Vdc的极性是随机的,其典型值一般小于10mV。

  两个偏流电流大致相等,但仍稍有差别,即存在失调电流Io。图1电路中,Io在输入端产生一个附加的误差电压,其值为IaReq,此处

  同相输入端的偏移电流Ib没什么影响,为了减小Ia的影响,必须避免使用高值的Req。

  图2是一个更常见的电路,它在同相端与地之间引入了一个阻值为F.的电阻,它不影响总增益,但它可以把等于IbReq的直流失调电压引到同相输入端。因为此放大器是一个差动装置,由失调电流引起的纯误差电压为(Ia—Ib)Req即IoReq.又因为Ia和Ib的典型值为80nA,凡在200nA的范围内,所以可以减小为原来的1/4。

   图2 偏置电流引起直流失调的最小化

  在图3所示的同相放大器电路中,比值R2/R1由增益公式(10.13)决定。但实际上R1和R2几乎可为任意值,且可以按其并联电阻Req近似等于同相输入端的直流负荷,即所有并联在同相端与交流地之间电阻的方式选择。

  通常,对于中等的闭环增益或交流耦合电路,直流失调的影响小。在一些重要的应用中,例如用于恢复低电平直流成分的精密有源低通滤波器中,可采用上面讨论的方法。一些放大器备有直流失调调零输入端。

  (2)带宽和增益 带宽通常用开环增益等于1的频率,即单位增益带宽给出。由于增益是1,这个数值也是增益带宽积。根据经验,带宽至少应该是最高工作频率的lO倍。开环增益应该比要求的闭环增益高至少20dB,以降低放大器本身的限制。然而,过高的增益或者带宽可导致放大器对PCB版布局布线的灵敏度和对电抗负载的不稳定性。对大多数应用,许多通用的中等增益和有限带宽放大器是最适合和鲁棒性最好的。

  (3)摆率限制 用一个运算放大器来输出一个大振幅的高频正弦波时,其输出接近一个  三角波。这种现象称为“摆率限制”,该三角波的斜率被称为“摆率”。根据放大器类型的不同,典型值从1~100V/μs不等。如果输出电压的峰-峰值小,则摆率的影响也小。如果补偿在外部,对给定的闭环增益使用所需要的最小频率补偿也能够扩展频带。

  (4)噪声 在运算放大器的输入端有两个等效的噪声源:噪声电压和噪声电流。典型的 噪声电压和噪声电流分别在;噪声电流乘以运放输入端的戴维南等效电阻转换为电压。两个噪声源都通过整个电路,包括与频率有关的反馈元件的传递函数反映到运放的输出端,以决定噪声是否可接受。有些运放有低噪声特性。同样,使用尽可能低的电阻值也可以降低热噪声的成分。

  (5)供电电源考虑 大多数集成运算放大器要求用对称电源,一般是从±5V到±18V。实际电压值并不重要,运算放大器的输出幅值必须小于电源电压几V,才可避免输出波形削断。当然,电源也不能超过其额定值。CMOS类型运放可以有轨到轨的输出范围,并可以在单电源下工作。实际上,运放的供电电压并不一定必须是双极型或者对称的。一个运放±10V的供电电压等同于一个运放负供电端接地、正供电端接+30V的单30V供电。输入端必须偏置在放大器的共模范围内。然而,由于大多数信号都在参考地电位上下变化,对地对称的双电源供电因不需要偏置而很方便。使用低至±1.5V!的供电电压的运放由于可以在电池供电下工作,也被称为单供电器件。

  为了确保稳定,正负电源对高频必须有充分的旁路接地。大多数情况下,选择0.1μF的  陶瓷电容或10μF的钽电容。当然期望使用稳压电源,但并不是必须的。大多数放大器的电源灵敏度的典型值为3OμV,即供电电源变化1V所引起的,折算到放大器输入端的电压变化仅有3OμV。

关键字:放大器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0305/article_5360.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
放大器

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved