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[PCB技術(shù)] 運算放大器常見指標(biāo)是什么?有哪些重要特性?

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發(fā)表于 2020-2-12 17:32:02 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

一、輸入失調(diào)電壓(Offset Voltage,VOS)
一)定義:在運放開環(huán)使用時, 加載在兩個輸入端之間的直流電壓使得放大器直流輸出電壓為 0。
(二)優(yōu)劣范圍:1μV 以下,屬于極優(yōu)秀的。100μV 以下的屬于較好的。最大的有幾十mV。
三)對策:       
1選擇 VOS遠(yuǎn)小于被測直流量的放大器,
2過運放的調(diào)零措施消除這個影響
3如果你僅關(guān)心被測信號中的交變成分,你可以在輸入端和輸出端增加交流耦合電路,將其消除。
4)如果 IB1=IB2,那么選擇 R1=R2//RF,可以使電流形成的失調(diào)電壓會消失。但實際中IB1=IB2很難滿足
二、失調(diào)電壓漂移(Offset Voltage Drift)
一)定義:當(dāng)溫度變化(μV/°C)、時間持續(xù)(μV/MO)、供電電壓(μV/V)等自變量變化時, 輸入失調(diào)電壓會發(fā)生變化。
二)后果:很嚴(yán)重。因為它不能被調(diào)零端調(diào)零,即便調(diào)零完成,它還會帶來新的失調(diào)。
三)對策:第一, 就是選擇高穩(wěn)定性,也就是上述漂移系數(shù)較小的運放。第二,有些運放具有自歸零技術(shù),它能不斷地測量失調(diào)并在處理信號過程中把當(dāng)前失調(diào)電壓減掉。
三、輸入偏置電流(Input bias current, IB)
一)定義:當(dāng)輸出維持在規(guī)定的電平時,兩個輸入端流進(jìn)電流的平均值。Ib=(Ib1+Ib2)/2
二)優(yōu)劣范圍:60fA~100μA。
三)后果:第一,當(dāng)用放大器接成跨阻放大測量外部微小電流時,過大的輸入偏置電流會分掉被測電流,使測量失準(zhǔn)。第二,當(dāng)放大器輸入端通過一個電阻接地時,這個電流將在電阻上產(chǎn)生不期望的輸入電壓。
四)對策:為避免輸入偏置電流對放大電路的影響,最主要的措施是選擇 IB較小的放大器。
四、輸入失調(diào)電流(Input offset current, IOS)
(一)定義:當(dāng)輸出維持在規(guī)定的電平時,兩個輸入端流進(jìn)電流的差值。
(二)優(yōu)劣范圍:20fA~100μA。Ib=Ib1-Ib2
(三)后果:失調(diào)電流的存在,說明兩個輸入端客觀存在的電流有差異,無法用外部電阻實現(xiàn)匹配抵消偏置電流的影響。
五、噪聲指標(biāo)(Noise)
運放常見的噪聲根源有兩類,一類為 1/f 噪聲,其電能力密度曲線隨著頻率的上升而下降; 一類為白噪聲,或者叫平坦噪聲,其電能力密度曲線是一條直線,與頻率無關(guān)。
噪聲的有效值和峰峰值關(guān)系:噪聲峰峰值為噪聲有效值的 6.6 倍。
六、輸入電壓范圍(Input Voltage Range)
(一)定義:保證運算放大器正常工作的最大輸入電壓范圍。也稱為共模輸入電壓范圍。
當(dāng)運放最大輸入電壓范圍與電源范圍比較接近時,比如相差 0.1V 甚至相等、超過,都可以叫“輸入軌至軌”,表示為 Rail-to-rail input,或 RRI。
二)理解:運放的兩個輸入端,任何一個的輸入電壓超過此范圍,都將引起運放的失效。注意,超出此范圍并不代表運放會被燒毀,但絕對參數(shù)中出現(xiàn)的此值是堅決不能超過的。
七、輸出電壓范圍(VOH/VOL 或者 Swing from rail)
一)定義:在給定電源電壓和負(fù)載情況下,輸出能夠達(dá)到的最大電壓范圍。當(dāng)運放的輸出范圍已經(jīng)接近于電源電壓范圍時,就自稱“輸出軌至軌”,表示為 Rail-to-rail output,或 RRO。
二)理解:在沒有額外的儲能元件情況下,運放的輸出電壓不可能超過電源電壓范圍,隨著負(fù)載的加重,輸出最大值與電源電壓的差異會越大。
八、 輸出電壓范圍,或者輸出至軌電壓有如下特點:
1) 正至軌電壓與負(fù)至軌電壓的絕對值可能不一致,但一般情況下數(shù)量級相同;
2) 至軌電壓與負(fù)載密切相關(guān),負(fù)載越重(阻抗小) 至軌電壓越大;
3) 至軌電壓與信號頻率相關(guān),頻率越高,至軌電壓越大,甚至?xí)蝗淮蠓认陆?
4) 至軌電壓在 20mV 以內(nèi),屬于非常優(yōu)秀。
5) RRIO(輸入輸出均軌至軌)
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