放大器选型时,6大关键指标!工程师掌握轻松应对电路设计
放大器是集成电路的最基本部件,没有它就没有电路世界。在挑选放大器时,工程师们都会遇见各种各样的指标,现在,就让我们来一起了解这些指标吧。
1、输入失调电压(Offset Voltage)
定义:
在运放开环使用时,加载在两个输入端之间的直流电压使得放大器直流输出电压为0。
(亦即,当运放接成跟随器时且正输入接地时,输出存在的非零电压)
对策:
如果被测信号含直流量且关心此直流量时,则必须选择Vos远小于被测直流量的放大器,或通过运放的调零措施消除;如果只关心被测信号的交流成分,则可在输入和输出端增加交流耦合电路,将其消除。
调零方法:
没有调零的运放,可采用外部输出调零或输入调零。
2、失调电压漂移(Offset Voltage Drift)
定义:
当温度、时间持续、供电电压等自变量变化时,输入失调电压会发生变化。
输入失调电压随自变量变化的比值,成为失调电压漂移。
对策:
第一,选择高稳定性,即漂移系数小的运放;第二,有些运放具有自归零技术。
3、输入偏置电流(Input bias current)
定义:
当输出维持在规定的电平时,两个输入端流进电流的平均值。
4、输入失调电流(Input offset current)
定义:
当输出维持在规定的电平时,两个输入端流进电流的差值。
5、失调和偏置的总结
三个关键指标:输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流(后两个依赖放大电路外部电阻)
· 噪声增益
定义:
即 同相输入电压增益。
原因:
噪声源、失调电压源在运放分析中被定义在同相输入端。
· 易受影响的电路
运放输出端不该有的直流分量,简称“直流意外”
单级增益较大的交流耦合电路,“直流意外”会降低输出端的动态范围;
直接耦合电路中,特别对直流精度要求较高的电路,格外注意“直流意外”;
· 克服它们影响
选择合适运放;
选择合适的外部电阻;
外部电阻影响有2种:第一,选择最小的电阻以降低电流对直流意外的贡献;
第二,调配电阻值以抵消直流意外。
外部电阻选择:
第一,高速运放,特别是电流反馈性运放,根据手册,否则尽量小;
第二,外部电阻越大,工作时功耗越小,发热越轻;
第三,外部电阻越大,运放偏置电流对输出失调的贡献越大;
第四,外部电阻越大,电阻本身产生的噪声越大;
第五,外部电阻越大,附近的杂散电容不可忽视,导致上限截止频率降低;
第六,外部电阻越大,电路板造成的漏电阻不可忽视;
调零和控温 ;
6、噪声指标(Noise)噪声特征
短时波动性、长期稳定性
· 电能力
电能力是对波动电压可能做功大小的描述;与负载是否接入毫无关系;
电能力具备可加性(可加性对噪声在频率上拆解和合并具有重要意义);
· 电压密度
K指电压密度曲线中白噪声电压密度;(K是白噪声的关键参数)
2种方法获得K:第一,读图法,频率越高,1/f噪声影响越小,电压密度中仅 包含白噪声的K,找图中最高频率点,直接读取数值;第二,数据法,数据手册指标表里以 En为标示给出;