01、输入输出范围 轨道轨运放,想必大家都不陌生。 供电电源轨 什么是供电电源轨? 运放供电电压,决定运放处理信号的范围。 轨到轨指的是,运放输入输出范围,可以摆到电源轨。 如下图所示: ![]() 为什么会有非轨道轨特性? 输入:差分基本放大电路,MOS/BJT在输入电压(共模)较大时,进入非线性区,导致非轨到轨现象产生。 输出:甲乙类功率放大电路,BJT的饱和电压、二极管的Forward压降,导致此现象产生。 非轨道轨特性对电源设计的影响? 在下最早接触电力电子设计时,碰到过这种情况。选用某非轨道轨运放,输入正弦波,输出突然被削顶。 而后突然惊觉。竟选用非轨道轨运放。难怪如此。说起来抽象,直接上图: ![]() 结论1: 结论:在现今CMOS电平横行年代,轨道轨特性尤为重要! 02、频率特性(速度) 1、带宽增益积 什么是GBW? 运放开环带宽为1时的频率,亦称为单位增益带宽。 GBW对电源采样电路有哪些影响? 仍以差分放大电路为例。不考虑误差时,增益为R2/R1,某次应用中,你突然发现,放大100kHz信号,为何增益小于R2/R1? 这时你要问自己,设计电路时,考虑GBW了吗? 以某运放为例: GBW=1MHz,AOL=100kHz=20dB(10倍)。 以闭环系统思路分析: ![]() 你的期望是: 100kHz信号能完整放大10倍(理论上R2/R1=10) 实际情况是: 增益G=5,因为开环增益不够的缘故。 结论2 GBW越大,一般某频率处,开环增益越大,理论增益和实际增益差距越小。 2、压摆率 什么是SR? 运放输出电压的转换速率。 通常单位为V/us SR怎样考量? 如果,某信号需要快速保护,摆率会影响这个信号的延迟。 结论3 快速运放摆率大,适合做快速保护。 03、精度 1、输入失调电压Vos 什么是输入失调电压Vos? 简单解释:为了使输出电压为零,在输入端施加的差分电压。 为什么会有输入失调电压Vos? 运放输入级,BJT/CMOS组成的差分放大电路,理论上完全对称。 然而,受工艺所限,不匹配的输入级,导致了输入失调电压。 Vos对电源的影响? 以差分放大电路为例: ![]() 理论增益为: ![]() 考虑失调电压后增益为: ![]() 结论4 输入失调电压会影响精密度,对于精确度较高的应用,选取失调电压小的运放。 2、输入偏置电流 什么是输入偏置电流Ibias? 运放输入端P/N输入电流之和。 为什么存在输入偏置电流Ibias? 运放输入是差分放大电路,那想让它工作,得给人静态工作点吧。 输入偏置电流,便由输入级直流工作点引入。 Ibias对电源采样调理电路的影响? 仍以差分放大电路分析: ![]() 考虑偏置电流,放大倍数为: ![]() 因此,理论上,只要电阻参数完全相等,输入偏置电流对差分放大电路,没有任何影响。 但其他运放典型应用呢?以反相比例放大电路(R*=0)为例: ![]() 考虑偏置电流,放大倍数为: ![]() 结论5 输入偏置电流可以通过差分、添加补偿电阻去除。 04、抗扰度 1、共模抑制比 什么是共模抑制比CMRR? 差分信号放大倍数/共模信号放大倍数 也许一般人不重视这个参数,但是,当你的调理电路,被开关噪声,干扰的一塌糊涂,你就懂这个痛了。 结论6 越大的CMRR,对抑制开关噪声(共模干扰),越有效果。 2、电源抑制比 什么是电源抑制比PSRR? 电源信号/对应的输出电压。 也许还有人,也不重视这个参数,但是当你发现,输出叠加辅助电源的开关次信号,你就懂了。 在下当年调电路时,发现运放输出,总是叠加一个很小的纹波,和辅电开关频率一致,我陷入了沉思… 结论7 PSRR越大,辅电对运放输出影响越小。 |
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