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介紹運(yùn)算放大器15個(gè)常見指標(biāo)

時(shí)間:2019-01-08 14:27:14來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 作者:電子愛好者 點(diǎn)擊:
在運(yùn)放開環(huán)使用時(shí), 加載在兩個(gè)輸入端之間的直流電壓使得放大器直流輸出電壓為 0。  優(yōu)劣范圍: 1µV 以下,屬于極優(yōu)秀的。 100µV 以下的屬于較好的。最大的有

  影響因素:一是運(yùn)放本身的共模抑制比,二是對(duì)稱電路中各個(gè)電阻的一致性。

  開環(huán)電壓增益(Open-loop gain, AVO)

  定義:運(yùn)放本身具備的輸出電壓與兩個(gè)輸入端差壓的比值,用 dB 表示。

  優(yōu)劣范圍:一般在 60dB~160dB 之間。越大的,說(shuō)明其放大能力越強(qiáng)。

  理解:

  開環(huán)電壓增益是指放大器在閉環(huán)工作時(shí),實(shí)際輸出除以運(yùn)放正負(fù)輸入端之間的壓差,

  類似于運(yùn)放開環(huán)工作——其實(shí)運(yùn)放是不能開環(huán)工作的。AVO 隨頻率升高而降低

  壓擺率(Slew rate, SR)

  定義:閉環(huán)放大器輸出電壓變化的最快速率。用 V/μs 表示。

  優(yōu)劣范圍:從 2mV/μs 到 9000V/μs 不等。

  理解:此值顯示運(yùn)放正常工作時(shí),輸出端所能提供的最大變化速率,當(dāng)輸出信號(hào)欲實(shí)現(xiàn)比這個(gè)速率還快的變化時(shí),運(yùn)放就不能提供了,導(dǎo)致輸出波形變形——原本是正弦波就變成了三角波。

  帶寬指標(biāo)

  與帶寬相關(guān)的指標(biāo)主要有四項(xiàng):

  單位增益帶寬(Unity Gain-bandwidth, UGBW)

  定義:運(yùn)放開環(huán)增益/頻率圖中,開環(huán)增益下降到 1 時(shí)的頻率。

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

  定義:運(yùn)放開環(huán)增益/頻率圖中,指定頻率處,開環(huán)增益與該指定頻率的乘積。

  -3dB 帶寬

  定義:運(yùn)放閉環(huán)使用時(shí),某個(gè)指定閉環(huán)增益(一般為 1 或者 2、 10 等)下,增益變?yōu)榈皖l增益的 0.707 倍時(shí)的頻率。

  滿功率帶寬(Full Power Bandwidth)

  定義:將運(yùn)放接成指定增益閉環(huán)電路(一般為 1 倍),連接指定負(fù)載,輸入加載正弦波,輸出為指標(biāo)規(guī)定的最大輸出幅度,此狀態(tài)下,不斷增大輸入信號(hào)頻率,直到輸出出現(xiàn)因壓擺率限制產(chǎn)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(guān)

 

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

  衡量一個(gè)時(shí)域波形與標(biāo)準(zhǔn)正弦波的差異程度的量。也被用于衡量一個(gè)放大器的保真程度。諧波是有規(guī)律的,在頻域中僅出現(xiàn)在指定頻點(diǎn)。放大器的失真度指標(biāo),有時(shí)也用 HD2、 HD3 表征。

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

  建立時(shí)間(Settling Time)

  定義: 運(yùn)放接成指定增益(一般為 1),從輸入階躍信號(hào)開始,到輸出完全進(jìn)入指定誤差范圍所需要的時(shí)間。

  優(yōu)劣范圍: 幾個(gè) ns 到幾個(gè) ms。

  一般來(lái)說(shuō), SR 越大的,建立時(shí)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(yùn)放對(duì)電源上紋波或者噪聲的抵抗能力。首先,正負(fù)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(yùn)放對(duì)這個(gè)變化的抵抗能力會(huì)下降。 一般情況下,電源變化頻率接近其帶寬時(shí),運(yùn)放會(huì)失去對(duì)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(dǎo)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(jié)(Junction)與芯片周圍環(huán)境(Ambient)(一般為空氣)的熱阻。

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

  理解:對(duì)芯片來(lái)說(shuō),導(dǎo)熱路徑的兩端分別為自身發(fā)熱體與環(huán)境空氣。熱阻 θJA 越大,說(shuō)明散熱越困難,其溫差也就越大。

  理想運(yùn)算放大器的特點(diǎn):

  輸入阻抗為∞,開環(huán)放大倍數(shù)為∞,共模抑制比為∞,帶寬為∞,壓擺率為∞

  輸出阻抗為無(wú)窮小,差模輸入電壓為0,輸入電流為0,失調(diào)電壓,失調(diào)電流均為0

  兩個(gè)重要特性:

  虛短:正負(fù)輸入端電壓相等

  虛短:正負(fù)輸入端電流為0

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