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介紹運算放大器15個常見指標

時間:2019-01-08 14:27:14來源:網絡 作者:電子愛好者 點擊:
在運放開環使用時, 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?! 灹臃秶?1µV 以下,屬于極優秀的。 100µV 以下的屬于較好的。最大的有

  影響因素:一是運放本身的共模抑制比,二是對稱電路中各個電阻的一致性。

  開環電壓增益(Open-loop gain, AVO)

  定義:運放本身具備的輸出電壓與兩個輸入端差壓的比值,用 dB 表示。

  優劣范圍:一般在 60dB~160dB 之間。越大的,說明其放大能力越強。

  理解:

  開環電壓增益是指放大器在閉環工作時,實際輸出除以運放正負輸入端之間的壓差,

  類似于運放開環工作——其實運放是不能開環工作的。AVO 隨頻率升高而降低

  壓擺率(Slew rate, SR)

  定義:閉環放大器輸出電壓變化的最快速率。用 V/μs 表示。

  優劣范圍:從 2mV/μs 到 9000V/μs 不等。

  理解:此值顯示運放正常工作時,輸出端所能提供的最大變化速率,當輸出信號欲實現比這個速率還快的變化時,運放就不能提供了,導致輸出波形變形——原本是正弦波就變成了三角波。

  帶寬指標

  與帶寬相關的指標主要有四項:

  單位增益帶寬(Unity Gain-bandwidth, UGBW)

  定義:運放開環增益/頻率圖中,開環增益下降到 1 時的頻率。

  增益帶寬積(Gain Bandwidth Product, GBP 或者 GBW)

  定義:運放開環增益/頻率圖中,指定頻率處,開環增益與該指定頻率的乘積。

  -3dB 帶寬

  定義:運放閉環使用時,某個指定閉環增益(一般為 1 或者 2、 10 等)下,增益變為低頻增益的 0.707 倍時的頻率。

  滿功率帶寬(Full Power Bandwidth)

  定義:將運放接成指定增益閉環電路(一般為 1 倍),連接指定負載,輸入加載正弦波,輸出為指標規定的最大輸出幅度,此狀態下,不斷增大輸入信號頻率,直到輸出出現因壓擺率限制產生的失真(變形)為止,此頻率即為滿功率帶寬。

  滿功率帶寬與器件壓擺率密切相關

 

  全諧波失真(Total Harmonic Distortion-THD THD)

  衡量一個時域波形與標準正弦波的差異程度的量。也被用于衡量一個放大器的保真程度。諧波是有規律的,在頻域中僅出現在指定頻點。放大器的失真度指標,有時也用 HD2、 HD3 表征。

  放大器的失真度指標,與很多因素相關,最為顯著的有五個:第一是輸入信號頻率,第二是輸出信號幅度,第三是放大電路閉環增益,第四是輸出帶載大小,第五是供電電壓。

  建立時間(Settling Time)

  定義: 運放接成指定增益(一般為 1),從輸入階躍信號開始,到輸出完全進入指定誤差范圍所需要的時間。

  優劣范圍: 幾個 ns 到幾個 ms。

  一般來說, SR 越大的,建立時間更小。

  電源電壓抑制比(PSRR-Power Supply Rejection Ratio)

  理解:電源電壓抑制比,其含義是運放對電源上紋波或者噪聲的抵抗能力。首先,正負電源具有不一定相同的 PSRR(PSRR-不一定等于PSRR+),其次,隨著電源電壓變化頻率的提升,運放對這個變化的抵抗能力會下降。 一般情況下,電源變化頻率接近其帶寬時,運放會失去對電源變化的抵抗——即單位增益情況下電源變化多少,輸出就變化多少。因此電源旁常需要加旁路電容。

  熱阻(Thermal resistance, θJA)

  定義:是導熱體阻止熱量散失程度的描述。有以下常用的兩種:

  θJA,是指芯片熱源結(Junction)與芯片周圍環境(Ambient)(一般為空氣)的熱阻。

  θJC,是指芯片熱源結(Junction)與芯片管殼(Case)的熱阻。

  理解:對芯片來說,導熱路徑的兩端分別為自身發熱體與環境空氣。熱阻 θJA 越大,說明散熱越困難,其溫差也就越大。

  理想運算放大器的特點:

  輸入阻抗為∞,開環放大倍數為∞,共模抑制比為∞,帶寬為∞,壓擺率為∞

  輸出阻抗為無窮小,差模輸入電壓為0,輸入電流為0,失調電壓,失調電流均為0

  兩個重要特性:

  虛短:正負輸入端電壓相等

  虛短:正負輸入端電流為0

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