集成运算放大器的选择策略与应用技术集成运

集成运算放大器的选择策略与应用技术摘要：针对集成运算放大器性能特点，分析了选择策略；就应用广泛的低噪声集成运放、精密集成运放、视频集成运放等专用型集成运算放大器及其典型应用技术进行了讨论，给出了相应的典型应用实例。关键词：集成运算放大器；选择策略；应用技术运放的选择策略(1)设计目标的综合考虑设计者必须综合考虑设计目标的信号电平，闭环增益，要求精度，所需带宽，电路阻抗，环境条件及其他因素，并把设计要求的性能转换成运放的参数，建立各个参数的取值以及它们随温度、时间、电流电压等变化的范围。(2)深刻理解电路手册中特性指标的意义不同的制造商可能给出不同的特性指标，这些指标可能是通过不同的测量技术获得的，这就给运放的选择带来了困难。为避免这些困难，设计者必须深刻理解电路手册中特性指标的意义，同时必须了解这些参数是如何测得的，然后把这些特性指标转换成对设计要求有意义的参数。(3)选择具有最优性能价格比的运放设计者必须把设计目标的性能、所选择器件的性能指标与价格联系起来，以最低的价格获得符合设计目标提出的物理、电气和环境要求。运放的分类与几种典型应用不同类型运放组成近百种运放系列，其中一部分是通用的，称为通用型运放：另一部分为特殊应用提供优化特性，称为专用型运放。通用型运放的各项性能指标都比一般的分立元件直接耦合放大电路有所改善，大致能够满足中等精度的要求，一般情况下无须调零即可使用。专用型运放为了适应特殊应用场合而具有优化特性。根据专用型运算放大器的性能指标，运算放大器可分为：低噪声运放、精密运放、高速运放、低偏置电流运放、低漂移运放、低功耗/微功耗运放等。现在说明几种不同类型的专用型运放及其应用技术。低噪声运放及其典型应用技术以AD797为例。它是低噪声、场效应管输入(FET)运算放大器，最大输入电压噪声最大值50nVpp。AD797组成的低噪声电荷放大器见图1。此时放大作用取决于运放输入端电荷的保持因素，即要求电容CS上的电荷能被传送到电容CF，形成输出电压ΔQ/CF。在放大器输出端呈现的电压噪声等于放大器输入电压噪声乘以电路的噪声增益(1+(CS/CF))。图1AD797组成低噪声电荷放大器该电路中存在3个重要的噪声源：运放的电压噪声、电流噪声和电阻Rb引起的电流噪声。该电路利用“T”形网络增大Rb的有效电阻值，改善了低频截止点，但不能改变低频时起支配作用的电阻Rb的噪；须选择足够大的Rb尽可能减小该电阻对整个电路噪声影响。为了达到最佳特性，电路输入端要对信号源内阻进行平衡(由电阻RB1调整)；要对信号源电容进行平衡(由电容CB1调整)。当CB1值大于300pF时，电路噪声能有效减小。软精密荷运放贼及其共典型箩应用粗技术费以A脉D5替17掠为例株。它车是一熄种单残片高热精密呼运算市放大追器，腐具有希激光候调整念的低抱失调裳电压软、低躬漂移朴等精卧密特累性，逼具有嘱内部落补偿朝和短零路保都护，驱能防仁止自芦锁，俩具有袭超低吉偏置呈电流腔电路眼，偏攻置电量流最拍大值简1n摇A。置管壳全单独屑引出纺(8室脚)肤，使垄得管肉壳能膛单独惊接到谜和输静入端展等电惨位的栗点上兔，从蜓而使猴管壳兵上杂虏散漏织电减连至最妥小；多能屏围蔽输短入电上路，馅使其胃不受舅外部饥噪声往和电手源瞬么变的要影响佩。象AD粱51秧7组泉成微撕电流损电压竹转换驻器的致应用舍技术留如图骂2所集示，想该电汉路具勺有较浓高的导灵敏肆度，吨缺点掌是失风调电医压漂果移和转噪声烤等输当入误矮差会拒被增比益放块大，覆影响铲仪器蚁性能董，但鸭AD扭51对7的词精密嚷特性弦可以伶弥补键这个长缺憾咽。由宣于A筐D5屡17否具有额超低场输入万电流亲的性增能，筋必须逃采用追防护愤技术倚，实助现方捏法是恭在包梦裹高蚁阻抗详信号召线的天绝缘脏材料略外部卖加一凝个低宰阻抗妈自举例电位尽，这铅个自贺举电盖位与农高阻熟抗线腥的电笼位保厘持相嫌等，狮使绝阅缘体穴两侧庸没有讯压降骨，也翠就没买有漏敬电。促防护季体可俱作为输屏蔽项层减葱少噪陵声拾食取，匙并具给有减辅少输跪入线准有效递电容途的附推加功锹能。翻AD挣51片7的剂管壳剪单独嫩引到阴管脚艳8，遭使管妇壳也惑能接炸到防茎护电肝位上爪，从搞而真即正消魂除了霸封装蜂绝缘测材料屋上的汗电位杏漏电罗路径留，为悄敏感宴电路是提供始噪声属屏蔽腿。该佛电路挡给出敢了典蹈型的队反相归防护叔连接秆图，修如果炕管脚赢8不膛接防殿护端输，则析应将抛它接帖地或轮接电击源以竿减少庭噪声撤。在知许多悼仪表终测量包的场昨合，他会遇纺到从梯高电潜压源嫌测量似微弱菊电流刻的问谈题，缸在该沾类应约用中败，很妻有必度要对蛮输入滔端采层取一倒定的直保护愧。A悉D5劈17昂具有挎不同析于其凡他器桃件的朗地方奴，故呀障形变式是皂由于括电流救过大催导致拉器件阻过热沈而不桥是电歼压击略穿，劝只要字在受停影响殖的输郑入端逃串联汇一个租电阻虽即可爆解决蛮问题败。实酿际应裂用中如，所夫设计删仪器异仪表悼的电敲路板必安装馆完毕理后，芝通常攀要用搭高纯搏度酒倦精彻项底清舍洗，补然后挣用消副除电随离的饼水漂伞清，径再用甜氮收浇干，绪这样哀可保援持漏谣电最舞小，帝性能体最佳违。设图2血A辆D5具17弹组成乎微电葵流电炼压转豆换器板曲视频庆运放鸦及其港典型幅应用场技术接非以A坛D8谈29延为例芳。它工是采觉用互币补双刷极型哨(C赢B)歇制造血工艺霜的单屑片视抹频运允算放课大器队，具宵有优挂异的厨直流迁特性罢，最稍大输影入失帐调电永压1老mV察，输军入失车调电圾压漂迎移0棚.3胃μV朱/℃口，输棒入电胞压噪僚声为枣1.蝇7n幕V/尘Hz惊，输筑入电屑流噪彻声为摄1.熊5p山A/窑Hz淘，共稿模抑夸制比据和电禽源电舟压抑勺制比独均为背12贪0d妻B；歪具有西常规航补偿衡；具悟有优漆良的众建立大时间通特性筑(至沾0.刻1%蜡为9裙0n姑s)邀：反熟相端绿驱动挨50食Ω或没75浩Ω同价轴线悼时，帐AD括82怜9在拥3.凡58相MH者z和林4.断43粥MH堂z的载相位够不均敬匀性春为0裙.0忠4°杠，增宵益不暮均匀竿性为扯0.耽02闪%。乔图3猎视工频放傅大的船典型健应用互视频善放大幻的典异型应场用如罢图3汪所示荒，此据为同猫相输拔入，先可以师通过清改变旁接到抚管脚熄2的弃两个锅电阻惜RF尚和R踪1阻胜值的充大小捆来调仁节整论个电叉路的宾增益由20洗lg帮1+洋RF台R1岸，也欠可接滩成反铲相输顾入。胃管脚距7接务正电运源，坊管脚利4接失负电害源，吴应注外意采神用合冻适的绳电源撕退耦榆，最留好采变用多嗓个电膛容并缠联的您形式叮(如翻1μ孩F、煤0.飘1μ捐F、盯0.喂01鞠μF剪并联屠组合批)，斤使用寄±5租V电瞧源时些，能胀获得同最低咱的差颈分增条益和广差分扯相位糖误差贴，取勺得优葛良的遭视频轰性能悲。当宽驱动箩多根病电缆劳时，抽须在叨电缆给的输铅出之炒间加载入高询频隔奖离。尼放大绩器输每出端困串入瞎75凉Ω电费阻保粒证运剥放输航出与湾传输昂线的纸匹配奉，传疾输线柿末端绘并入赞75程Ω电坑阻保泉证负摸载之亭间匹削配，牢在增跃益G针=浓6他dB尺时，搁差分抹增益丝误差桃0.拌05摄%，垮相位分增益霞误差栗0.邪01登°，畜视频庄性能郊优良膀。注漆意，损为减徒小信涂号源袍内阻色与放鼠大器恒输入主电容玻(约租3p救F)评对电蜜路交克流特黄性的翅影响青，应帽使信杏号源沟内阻串小于催1k你Ω；加有时芹需要肉在反票馈电婚阻R哭F两忧端并过联一兆个小样电容烛(3哪pF芬)加捷以补例偿，换若采昼用标河准N湿TS扯C或发PA院L卵或S夹EC泛AM满制式茧，且瘦电路劲增益蚕小于哀10索dB丑和反魂馈电析阻R升F值惯小于毒50缩0Ω竭，则涛补偿脸电容吹可以捕不要叶；通度常情逗况下仆，反员馈电司阻R