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超精密电阻在运算放大器电路中的应用

一些理想的运算放大器配置通常假设反馈电阻具有完美的匹配特性,而实际情况是电阻的非理想因素会影响各种电路参数如共模抑制比,谐波失真和稳定性。 操作放大器-LM5008MMX/NOPB它是一种直流耦合高增益电子电压放大设备,通常具有差异输入和单端输出。在该配置中,操作放大器产生输出电位(相对于电路接地),远远大于输入终端之间的电位差。 精密放大器和模数转换器的实际性能不能达到理想的水平,因为电子元件并不像其规格所描述的那么完美。匹配的网络电阻的精度远远优于不匹配的分立电阻,以确保精密集成电路的电阻性能。 在电源方案单片集成电路的设计中,我们通常的做法是尽可能准确地匹配内部元件。例如,操作放大器的输入晶体管需要准确匹配以提供低补偿电压。如果我们必须在操作放大器中使用分立晶体管,我们需要将补偿电压控制在30mV或以上。还需要准确匹配片中的电阻。 图一 反向操作放大器配置 集成差分放大器充分利用了精密片电阻匹配和激光电阻调节技术。这些集成器件的优异共模抑制性能取决于精心设计的集成电路的准确匹配和温度跟踪。 通过使用密封配对(1:1比例)电阻实现最终跟踪增益。这些超精密电阻的温度在热端或冷端只有0.05ppm/℃,两相邻电阻的跟踪温度低于0.1ppm/℃。为实现最佳跟踪参数,必须使用极低绝对温飘(超精密电阻的一大特性)的电阻,以避免温差引起的电阻漂移。 各种差异电路的性能取决于匹配电阻的性能。任何不匹配都会导致共模误差。共模抑制比是该电路的重要测量标准,因为它代表输出端将出现多少冗余共模信号。电路中的共模抑制比可以通过以下公式获得: CMRR=1/2(G 1)/Δ R/R (其中 G = 增益 [放大系数], R = 阻值 [欧姆]) 在差分放大器中使用高匹配度的精密电阻非常重要,特别是在一些精密医疗设备中,如电子扫描显微镜、血细胞计数器和体内诊断探针。 惠斯通电桥(或单臂电桥)电路应用广泛。现在,在现代操作放大器中,我们可以将惠斯通电桥电路与各种传感器连接起来。与已知电阻值不同,惠斯通电桥在电路中有许多用途。惠斯通电桥电路是两个简单的电阻串并联在电源端和接地间。当电桥达到平衡时,两个并联分路之间产生零压差。 惠斯通电桥有两个输入端和两个输出端,包括图中四个排列如钻石形状的电阻。这是惠斯通桥的典型绘画方法。当与操作放大器一起使用时,惠斯通桥可用于测量和放大电阻值的轻微变化。使用超精密电阻使电桥的平衡比使用传统的薄膜电阻要准确得多。由于四个电阻都是主动的,它们的匹配和稳定性在电桥平衡中起着至关重要的作用。 惠斯通电桥差分放大器可用于电厂智能电网的测量。也可用于太阳能转换器,其工作效率直接取决于高稳定电阻的电桥平衡。 精密低噪声操作放大器通常用于在进入模数转换器之前,从传感器(如温度、压力、光)发出信号。在这种情况下,放大器的两个参数对良好的系统分辨率起着决定性的作用:输入补偿电压和输入电压噪声。超精密电阻具有低补偿、低噪声的特点,使设备成为理想的传感器接口和传感器。 超精密电阻也非常适合数模转换器的输入端。通过匹配的超精密电阻,数字信号产生更低的噪声,减少输出模拟信号的失真。金属箔技术的噪声水平为-40dB,在高端音频模数转换和数模转换电路中,使箔技术电阻成为参考电阻和增益电阻的理想选择。低噪声操作放大器在航空电子、军工和航天领域的射频干扰设备中起着决定性的作用,包括陀螺仪GPS芯片控制放大器和天线定向控制单元。

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