低壓運(yùn)算放大器通過自舉以實(shí)現(xiàn)高壓信號(hào)和電源工作的應(yīng)用

1、低壓運(yùn)算放大器通過自舉以實(shí)現(xiàn)高壓信號(hào)和電源工作的應(yīng)用cfa（電流反饋型放大器）具有極高的壓擺率，帶寬通常也很寬（單位增益時(shí)）。不過由于我們用法的是高壓晶體管，所以帶寬適中。與較低電壓類型相比，高壓晶體管具有更高的寄生電容和更低的ft。這里有一些事項(xiàng)需要注重。電路本身沒有限流或限制功耗的功能，因此超過10 ma的持續(xù)大負(fù)載電流會(huì)燒毀輸出級(jí)，甚至可能燒毀更多電路級(jí)。此外，最好不要在高壓電源上添加0.1f以上的旁路電容。假如用法大電容，短路會(huì)引起焊接效應(yīng)。有鑒于此，我不得不在高壓電源上增強(qiáng)100f旁路電容以抑制二次諧波失真。我用手上下?lián)u動(dòng)試驗(yàn)室電源，以避開硬開啟和關(guān)閉。請(qǐng)注重，50 v電壓就會(huì)產(chǎn)生足

2、夠的電流流過人體導(dǎo)致心臟停搏。最好將高壓電源的電流限值降至60 ma。50 v足夠高，需要警惕。在圖4中，ada4898運(yùn)算放大器控制cfa，使其精度和失真受到控制。cfa普通具有高直流誤差，高精度建立時(shí)光較長。運(yùn)算放大器解決了這些問題。cfa的正輸入為節(jié)點(diǎn)n25，負(fù)輸入為n5（是的，這是輸入）。rff和rgg本身將內(nèi)部cfa的增益設(shè)置為約27。這種高增益可以將運(yùn)算放大器輸出擺幅控制在2 v。cfa可以設(shè)置為更高增益以進(jìn)一步減輕控制放大器的負(fù)擔(dān)，但如此一來，cfa將損失帶寬，并且失真增強(qiáng)?？傇鲆嬗蓃f和rg設(shè)置為20。ctweak和ctweak2協(xié)作rf工作，從215 khz以上的運(yùn)算放大器整

3、體反饋中消退cfa的相位滯后，從而增加運(yùn)算放大器的穩(wěn)定性。n13是cfa增益節(jié)點(diǎn)，由涉及q1/q2/q20和q11/q12/q19的電流鏡驅(qū)動(dòng)。q7/q8/q10/q13形成輸出緩沖器，作為復(fù)合互補(bǔ)射極尾隨器。沒有限流電路請(qǐng)勿將輸出短接到任何東西！高壓放大器的cfa部分具有35 mhz的-3 db帶寬，并且不會(huì)自行峰化。整體電路的-3 db帶寬為33 mhz，但有8 db的峰化。通常，復(fù)合放大器設(shè)計(jì)的其次放大器的帶寬起碼是輸入控制放大器帶寬的3倍以避開峰化，但我們無法獲得如此有利的比率。起碼8 db峰值沒有高q值，并且振鈴會(huì)相當(dāng)快地消逝。在峰化頻率以下，目標(biāo)100 khz信號(hào)再現(xiàn)得很好。在10

4、0 khz且輸出為80 v p-p時(shí)，失真測量值為-82 dbc；在100 khz以下且輸出為32 v p-p時(shí)，失真降至-100 dbc。對(duì)于迅速邊沿，方波響應(yīng)具有約60%的過沖；當(dāng)輸出壓擺率小于250 v/s時(shí)，過沖很小或幾乎沒有過沖。最大壓擺率約為1900 v/s。測量設(shè)置我們面向的是大信號(hào)，如何用法一般試驗(yàn)室設(shè)備來測量40 v輸出？高壓放大器和高壓緩沖器的輸出都不應(yīng)超過10 ma，而且它們也不能穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)40 pf負(fù)載。同軸電纜的電容率為27 pf/英尺，電容量太大。10探針惟獨(dú)大約15 pf|10m負(fù)載，因此耦合到示波器會(huì)沒問題。對(duì)于失真測量，我們?cè)囼?yàn)室的全部音頻分析儀都不能在100

5、 khz時(shí)達(dá)到-80 dbc，所以我們必需求助于。圓滿的是，頻譜分析儀惟獨(dú)50輸入，這對(duì)我們的驅(qū)動(dòng)電路來說太低。我的解決計(jì)劃是將阻抗提高到50（見圖5）；也就是說，在信號(hào)和50分析儀輸入之間放置一個(gè)5 k分壓電阻，做成一個(gè)臨近100的分壓器。重要的是，5 k電阻在低頻信號(hào)下不會(huì)浮現(xiàn)熱偏移，由于這些偏移與vout2相關(guān)，會(huì)造成偶次諧波。我挑選將5個(gè)1 k、2 w電阻串聯(lián)起來制作rdivider。2 w電阻具有約37c/w的熱阻，5個(gè)1 k電阻具有7.5c/w的熱阻。在其上施加40 v正弦波時(shí)，功耗為160 mw，電阻加熱將導(dǎo)致電阻的溫度上升7.50.16 = 1.2c。電阻偏移大約為100 ppm /c，因此在直流時(shí)會(huì)有120 ppm的偏移，或大約0.01%的非線性誤差及-80 dbc的失真。對(duì)于我們的測量，這種精度怎么可能足夠？好消息是分壓器電阻的熱時(shí)光常數(shù)相當(dāng)大，我們預(yù)計(jì)在100 khz周期的中部實(shí)際電阻偏移很小。奚落的是，在較低頻率（可能1 khz及以下）時(shí)失真更差。因?yàn)榉治鰞x輸入范圍有限，80 v p-p信號(hào)無論如何都必需衰減，但它仍然太大，無法獲得最佳頻譜分析儀性能。在無輔助的狀況下，我們的分析儀只能提供-80 dbc失真，這是權(quán)衡利弊的結(jié)果，否則要么其噪聲會(huì)沉沒諧波，要么大輸入會(huì)造成額外的失真。