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放大器反馈电阻:先斟酌,再选择!

时间:2017-03-03 作者:Tina Collins 阅读:
我正在为我的精密信号路径选择运算放大器。速度是不是越快越好?
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为单端电压反馈型和全差分放大器选择反馈电阻(RF)时,需要考虑系统要求。选择RF时应权衡考虑功耗、带宽和稳定性等因素。如果速度很关键,正如“关于电压反馈型电阻的真相”中所讨论的结论,建议采用数据手册中的RF值。如果功耗很关键,并且系统要求较高的增益,则较大的RF可能是正确的选择。

RF的选择随着增益的提高而增大。增益较高时,放大器内部电容和反馈电阻之间的失稳效应减弱。当增益提高时,放大器对增益峰化不太敏感。

图1的示例显示A D A 4 8 07-1归一化频率响应的实验室结果, ADA4807-1是具有低噪声、轨对轨输入和输出的电压反馈型放大器, 采用同相配置,RF为10 kΩ,增益分别为11 V/V、21 V/V和31 V/V。

小信号频率响应中的峰化程度表示不稳定性。将增益从11 V/V提高 到31 V/V会使峰化小于1 dB。这意味着RF为10 kΩ的放大器具有充足 的相位裕量,在较高增益下较稳定。

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图1. RF= 10 kΩ时不同增益的实验室结果。VS= ±5V,RLOAD= 1 kΩ,增益分别为11 V/V、21 V/V和31 V/V。

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图2. 使用ADA4807 SPICE模型的仿真结果。RF= 10 kΩ,VS= ±5 V,RLOAD= 1 kΩ,增益分别为2 V/V和31 V/V。

在实验室中验证电路不是检验潜在不稳定性的强制步骤。图2显示 使用SPICE模型的模拟结果,增益分别2 V/V和31 V/V。其中显示使用 大增益电阻(如增益为2 V/V的10 kΩ电阻)的不稳定性,并对比具有 相同RF但增益为 31 V/V的情况。图3显示时域中增益为11 V/V、21 V/ V和31 V/V的结果。

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图3. 使用ADA4807 SPICE模型的脉冲响应仿真结果。VS= ±5 V,RF= 10 kΩ; G = 11 V/V、21 V/V和31 V/V,RLOAD= 1 kΩ。

选择RF时进行系统权衡考量。为了充分实现系统的性能,选择的RF是否合适取决于稳定性、带宽和功耗等系统要求。

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