总结1:精确放大
- 精密放大
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- 1 输出失调电压
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- 1.1 计算电路输出失调电压
- 1.2 反向选择运输参数和外部电路
- 2 带宽
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- 2.1 计算小信号带宽
- 2.2 满功率带宽
- 2.3 反向选择运输参数和外部电路
- 3 输出噪声
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- 3.1 计算输出噪声
- 3.2 反向选择运输参数和外部电路
- 4 精确设计放大电路
- 5 实战
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- 5.1 ADA4528
- 5.2 OPA388
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精密放大
定义:带宽小于 50MHz ,运放具有一定特殊指标的优异性。
1 输出失调电压
定义:当放大器被设计成放大器时 A F A_F AF如果放大器的失调电压为倍闭环电压增益(同相输入放大增益,又称噪声增益) V O S V_{OS} VOS,则放大电路 0 输入时,有一个输出等于 A F V O S A_FV_{OS} AFVOS该输出称为输出失调电压的直流电平。
1.1 计算电路输出失调电压
I B 1 I_{B1} IB1与 I B 2 I_{B2} IB2可以通过数据手册中给出的 I B I_B IB与 I O S I_{OS} IOS计算出,具体来说: { I B = I B 1 + I B 2 2 I O S = I B 1 − I B 2 \left\{\begin{array}{l} I_{B}=\frac{I_{B1}+I_{B2}}{2} \\ I_{O S}=I_{B1}-I_{B2} \end{array}\right. {
IB=2IB1+IB2IOS=IB1−IB2
两个方程两个未知数,可以计算出未知数。 根据节点电压法可以很容易的列出: { U o = ( U + + V o s − U − ) × A u o U + = − I B 1 R 1 U − = − I R 2 R 2 = − ( I B 2 − U o − U − R F ) R 2 \left\{\begin{array}{l} U_{o}=\left(U_{+}+V_{\mathrm{os}}-U_{-}\right) \times A_{\mathrm{uo}} \\ U_{+}=-I_{B 1} R_{1} \\ U_{-}=-I_{R 2} R_{2}=-\left(I_{\mathrm{B} 2}-\frac{U_{o}-U_{-}}{R_{F}}\right) R_{2} \end{array}\right. ⎩⎪⎨⎪⎧Uo=(U++Vos−U−)×AuoU+=−IB1R1U−=−IR2R2=−(IB2−RFUo−U−)R2 这里 U + U_+ U+, U − U_- U−和 U o U_o Uo均已知,3个方程3个未知数,可以解出: U o = A u o 1 + R 2 R 2 + R F A u o ( V o s + I B 2 R 2 / / R F − I B 1 R 1 ) = G N ( V o s + I B 2 R 2 / / R F − I B 1 R 1 ) \begin{array}{c} U_{o}=\frac{A_{\mathrm{uo}}}{1+\frac{R_{2}}{R_{2}+R_{F}} A_{\mathrm{uo}}}\left(V_{\mathrm{os}}+I_{\mathrm{B} 2} R_{2} / / R_{F}-I_{\mathrm{B} 1} R_{1}\right) \\ =G_{\mathrm{N}}\left(V_{\mathrm{os}}+I_{\mathrm{B} 2} R_{2} / / R_{F}-I_{\mathrm{B} 1} R_{1}\right) \end{array} Uo=1+R2+RFR2AuoAuo(Vos+IB2R2//RF−IB1R1)=GN(Vos+IB2R2//RF−IB1R1) G N G_N GN为噪声增益,可以用同相放大器增益来计算。这是因为噪声源、失调电压源在运放分析中都被定义在了同相输入端: G N = A u f − N I = A u o 1 + R 2 R 2 + R F A u 0 ≈ 1 + R F R 2 G_{N}=A_{u f_{-} N I}=\frac{A_{u o}}{1+\frac{R_{2}}{R_{2}+R_{F}} A_{u 0}} \approx 1+\frac{R_{F}}{R_{2}} GN=Auf−NI=1+R2+RFR2Au0Auo≈1+R2RF