【設計指南】如何控製運算放大器增益誤差
發布時間:2013-03-25 責任編輯:easonxu
【導讀】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。您的信號最大帶寬 (SBW) 是多少?放大器閉環噪聲增益 (NG) 是多少,以及考慮中的放大器的增益帶寬產品 (GBWP) 是什麼?
您坐下來為您的電路選擇合適的運算放大器 (op amp) shi,shouxianyaozuodebianshiquedingxitongtongguogaifangdaqijinxingchuanshudexinhaodaikuan。yidanninquedingxialaizheyidian,ninbiankeyikaishixunzhaozhengquedefangdaqi。laizigaosushejizhuanjiadegaojieshi: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帶寬稍高於信號最大頻率的放大器。
它ta聽ting起qi來lai好hao像xiang是shi一yi種zhong較jiao好hao的de產chan品pin選xuan擇ze方fang案an,但dan是shi這zhe種zhong設she計ji方fang法fa將jiang可ke能neng會hui給gei您nin的de應ying用yong板ban帶dai來lai災zai難nan性xing的de後hou果guo。在zai實shi驗yan室shi中zhong,您nin可ke能neng會hui發fa現xian當dang您nin將jiang應ying用yong最zui大da頻pin率lv的de輸shu入ru正zheng弦xian波bo信xin號hao置zhi入ru係xi統tong時shi,您nin放fang大da器qi的de輸shu出chu信xin號hao並bing未wei穿chuan過guo希xi望wang的de全quan刻ke度du模mo擬ni範fan圍wei。信xin號hao增zeng益yi遠yuan低di於yu預yu期qi。您nin放fang大da器qi的de轉zhuan換huan速su率lv等deng級ji超chao出chu所suo需xu。另ling外wai,您nin並bing沒mei有you驅qu動dong放fang大da器qi輸shu出chu至zhi電dian源yuan軌gui中zhong。哪na裏li出chu錯cuo了le呢ne?
不要再反複檢查您的電阻值了!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?放大器閉環噪聲增益 (NG) 是多少,以及考慮中的放大器的增益帶寬產品 (GBWP) 是什麼?另外,您想要容許多少增益誤差?閉環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。
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還顯示了具有相對於該電路剛好足夠帶寬的放大器的開環頻率響應;或者您認為合適的開環頻率響應。放大器 GBWP 為 16 MHz。

圖 1:該電壓反饋放大器的開環增益和閉環增益具有 16 MHz 的增益帶寬產品和 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 開環增益曲線的增益為:
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在我們的例子中,1 MHz頻率下放大器的開環增益 (AVOL-SBW) 等於 16 V/V。但是,沒什麼好抱怨的。該電路的閉環增益誤差等於 NG/(AOL-SBW + NG)。在我們的例子中,1 MHz 閉環增益誤差等於 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。產品選擇部分的指導公式如下:
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在zai為wei您nin的de電dian路lu選xuan擇ze放fang大da器qi時shi,請qing使shi用yong該gai公gong式shi獲huo得de一yi次ci過guo關guan。在zai您nin確que定ding放fang大da器qi的de帶dai寬kuan以yi後hou,您nin便bian可ke以yi開kai始shi深shen入ru研yan究jiu您nin應ying用yong的de其qi它ta重zhong要yao放fang大da器qi特te性xing,例li如ru:電壓補償或噪聲。
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