在電源電路中使用寬帶運(yùn)算放大器-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯在電源電路中使用寬帶運(yùn)算放大器-基礎(chǔ)電子大多數(shù)寬帶運(yùn)算放大器非常易于和分離電源配合使用，但是它們也能有效地應(yīng)用在單電源電路中。首先需要克服的難點就是：在保持一個低阻抗節(jié)點以設(shè)置高的頻率增益的同時，使輸入和輸出一直被偏置到電壓的中間值。本文介紹了該電路的實現(xiàn)，并以THS4302運(yùn)算放大器為例給出了測試數(shù)據(jù)。這個運(yùn)算放大器利用內(nèi)部反饋使增益固定在5V/V。它具有2.4GHz帶寬，并有補(bǔ)償電路以在此增益下得到的性能。大多數(shù)的運(yùn)算放大器在輸入和輸出信號以電壓中間值為參考時性能。這看上去簡單，但由于此器件的工作頻率很高，所以穩(wěn)定性非常重要。為保持穩(wěn)定，在非常高的頻率下，放大器的反向輸入一定要有一個低阻抗參考電壓(或交流地)。利用參考電壓或其它電壓調(diào)節(jié)器件設(shè)置反向輸入電壓為電源電壓的中間值，是一個顯而易見的著手點。這將保持放大器在低頻率下的增益。但當(dāng)頻率非常高時，我們必須利用一個電容來使運(yùn)算放大器保持穩(wěn)定。此時，一個帶有旁路電容的電阻分壓器是設(shè)置直流偏壓，并保持高頻增益和穩(wěn)定性的更簡單的解決方案。如果輸入信號被偏壓在電源電壓的中間值，圖1所示的單電源電路可適用于雙直流系統(tǒng)。在這種情況下，我們不再需要交流耦合輸入。兩個1kΩ的電阻設(shè)置直流偏壓，使輸入和輸出管腳處的電壓等于電源電壓的中間值(VS/2)。RIN和ROUT被用作終端匹配。為實現(xiàn)正確的阻抗匹配，它們應(yīng)等于電源內(nèi)阻或者負(fù)載阻抗(任何一個負(fù)載)。CIN和COUT是輸入和輸出的隔直電容，并給放大器提供直流偏壓。它們構(gòu)成了輸入和輸出的一階高通濾波器。-3dB的截止頻率可通過以下公式計算得到：f-3dB=πCREFF/2其中，C是輸入或者輸出電容，REFF代表與電容串聯(lián)的等效電阻。在輸入端，REFF等于電源內(nèi)阻加RIN；在輸出端，REFF等于負(fù)載電阻加ROUT。如果系統(tǒng)的特征阻抗為50Ω并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了終端匹配，則REFF=100。高頻率下的運(yùn)行將受到輸入和輸出電容的寄生電感，以及放大器頻率響應(yīng)的限制。為保持穩(wěn)定性，CN在高頻率下使放大器的反向輸入阻抗很低。CBYP是電源的旁路電容，它為高頻率運(yùn)行提供本地電能。圖1中電路的相關(guān)參數(shù)為：CIN=COUT=CN=CBYP=1000pFVS=+5VRIN=ROUT=50Ω圖2給出的增益、噪聲系數(shù)和輸出三階截取點(IP3)的測量結(jié)果是使用I/O終端電阻為50Ω的設(shè)備測量得到的。這個結(jié)果和±2.5V電源電壓下的器件性能一致。我們注意到測量設(shè)備的終端電阻在放大器的輸出端形成了一個電阻分壓器，這會影響增益和截取點的值。為計算放大器輸出的電壓增益，需要增加6dB；為計算放大器輸出的IP3則需增加3dB。測量設(shè)備的終端電阻并不影響噪聲系數(shù)。作進(jìn)