欢迎光临专业集成电路测试网~~欢迎加入IC测试QQ群:111938408

专业IC测试网

当前位置: 网站主页 > 测试理论 >

第一讲 运放基础知识学习笔记

时间:2017-02-28 14:45来源:http://www.ictest8.com 作者:ictest8_edit 点击:

首先要明确一下运放芯片的两个输入端口名称分别表示为同相、反相输入端。运放内部是由三部分构成的:输入级,中间级,输出级。输入级主要提高芯片的输入阻抗,中间级实现对信号的放大,输出级减小输出阻抗,对于我们直接使用芯片来说只管输入和输出端口输入信号即可。在运放芯片的输入端口有些芯片内部设计了包含二极管主要作用为ESD防护但是防护能力有限和浪涌防护。如果想提高电路ESD防护能力还是自己选择TVS管或肖特基二极管来作外部防护。

 

运放芯片配合外围电路就可以作为信号放大电路功能,信号隔离,滤波,阻抗变换等功能。在具体使用运放作为信号处理时,要注意它的电源要求最好才有LDO(低压差线性电源)作为它的电源,当需要使用负压时采用电荷泵的电源芯片产生,这样可以减少纹波,同时在电源输出端采用π型LC滤波减小电源纹波对运放电路输出信号的影响。

 

在我们使用运放芯片时,对它各个参数了解很有必要。从TI专业人士都知,与运放芯片相关的参数大约有22个左右,我们实际使用时一定要了解信号源特性从而去选择合适的运放芯片。所以我们去了解一些常见的运放参数很有必要,下面讲对常用的几个参数进行解读,以便我们对运放芯片基本特性有较好的理解。

 

1.输入失调电压(Vos):

       在输入端信号为0时,但是运放输出端信号不为0,此时通过折算到输入端的电压为输入失调电压。失调电压产生由于运放芯片内部的不对称性引起的,目前一些精密运放采用了斩波折零技术减小此值,但是此类运放芯片价格较高。

 

2.输入偏置电流(Ib):

        运放芯片输入引脚流入或流出端口电流的平均值。当此值较大时换转换为较大的电压值从而引起直流偏移。但是在软件设计可以采用算法对此固定值进行去除,以减少此直流偏移引起的误差。

 

3.输入失调电流(Ios):

        此参数是对输入偏置电流的补充。定义为端口输入偏置电流之差值,此值一般小于输入偏置电流值。Ios值越小越好,说明运放芯片内部对称性越好,设计较好的高精密运放芯片此值可以达到pA级别。

 

4.共模输入电压范围:

        运放两输入端与地之间能加电压范围。一般运放芯片共模电压负压值稍微低于负电源,正压稍微低于电源正电压值,与电源轨有距离原因是由于内部的MOS在导通时存在压降引起的。所以我们在设计电路时要注意输出电压留有几十mv的余量以免输出饱和了。

 

5.输出动态范围:

       输出动态范围值目前较好的输出能力就是Rail-to-Rail,但是实际使用时还是要留几十个mv的余量。同时它的输出能力还与负载有关。

 

6.压摆率:

        也就是电压上升的速率,单位时间内信号电压上升的越快压摆率就越高了。此参数在处理高速信号和比较器电路使用要多关注此参数值,单位为V/us;

 

7.增益带宽积(GBP):

       闭环增益为1,从输出端测试输出信号的幅度降到-3Db(0.707)时,此时对应的信号频率。GBP=Gain*Bandwidth 公式可以知道,随着信号频率提高增益是减小的,所以在处理高速信号时要注意此参数值。

 

8.开环增益:

       理想运放的开环增益无穷大,但现实是不可能的,所以我们在选择尽量选择此值较大的运放芯片。此值也是与频率相关,频率增加开环增益会减小。

 

9.共模抑制比(CMRR):

        此值反应运放芯片对共模信号的抑制能力。我们设计的电路目的就是放大差模信号抑制共模信号,所以值越大越好,它的表示单位用分贝来表示。此值也是与频率相关,频率越大CMRR减小。

 

10.电源纹波抑制比(PSRR):

         电源电压变化时,在输出端引起的变化折算到输入端的值,更加简单的理解就是电源波动对运放输出的影响。当然影响越小越好,所以PSRR越大,意味着此运放芯片的抗电源电压变化能力强。此参数与频率有关,频率增加时;PSRR会减小。

 

11.噪声密度:

         这是运放芯片本身固有的参数。噪声分为电压噪声和电流噪声,单位分别为nv/和pA/,由单位知道此参数是与信号频率相关的。在低频率时此值较大,高频时噪声较小。

 

运放芯片的几个极限参数:
        1. 供电电压;

2.共模/差模输入电压范围;

3. 芯片的工作温度范围;考虑结温和环境温度。

4. 输入电流值;

5. ESD;关于ESD三种模型;HBM,MM,CDM。常用的模型HBM:人体模型,MM:机器模型。

顶一下
(1)
50%
踩一下
(1)
50%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
用户名: 验证码: 点击我更换图片