選擇運(yùn)算放大器
隨著電池供電設(shè)備的激增，靜態(tài)電流僅1μA(或更低)的低功耗運(yùn)算放大器變得日益普及。通過(guò)研究放大器級(jí)的總靜態(tài)電流可知：為了保持低消耗電流，必須選擇具有兆歐(MΩ)級(jí)阻值的反饋網(wǎng)絡(luò)電阻器，這有可能影響放大級(jí)的噪聲和準(zhǔn)確度指標(biāo)。放大器負(fù)載電流也會(huì)使總消耗電流有所增加。
不僅如此，這些超低供電電流放大器的運(yùn)算速度一般都非常慢(低帶寬)，因此適合于速度較慢的信號(hào)。設(shè)計(jì)師應(yīng)該牢記的是，由于其功耗很低，所以輸出電流受到限制，從而導(dǎo)致其容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力下降。最后(但并非最不重要)的一點(diǎn)是，用戶應(yīng)當(dāng)了解，極低功耗運(yùn)算放大器的噪聲電平較高，因而極大地限制了其在高精度應(yīng)用中的推廣使用。
實(shí)現(xiàn)極低功耗的另一個(gè)辦法是采用啟動(dòng)(停機(jī))功能來(lái)開(kāi)啟和關(guān)斷放大器。最終的極低功耗解決方案同時(shí)需要低功耗和停機(jī)功能，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)年的連續(xù)工作。
帶寬
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的許多方面進(jìn)
行速度和功耗的權(quán)衡折衷是非常普遍的，其中就包括運(yùn)算放大器的選擇。一般來(lái)講，為了獲得較大的帶寬，就需要消耗更多的功率。然而，在現(xiàn)有的運(yùn)算放大器當(dāng)中，在一個(gè)給定的靜態(tài)電流條件下，可獲得的帶寬卻存在著顯著的差異。
在速度/功耗比值的優(yōu)化方面，有些運(yùn)算放大器明顯占優(yōu)，但卻隱含了一些折中和妥協(xié)。對(duì)于容性負(fù)載和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器所施加的令人捉摸不定的負(fù)載，速度/功耗比的改善可能降低運(yùn)放的驅(qū)動(dòng)能力。
設(shè)計(jì)師增加速度/功耗比的方法之一是采用所謂“去補(bǔ)償”運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)。去補(bǔ)償?shù)念愋涂赏ㄟ^(guò)“最小穩(wěn)定增益”規(guī)格或諸如“如果G>3”等描述來(lái)區(qū)分。
在處于(或高于)其額定最小閉環(huán)增益的電路中使用時(shí)，這些類型的運(yùn)算放大器會(huì)有明顯的優(yōu)勢(shì)。必須稍加留意的是，在高頻條件下，采用一個(gè)旨在實(shí)現(xiàn)受控帶寬滾降的反饋電容實(shí)際上將把運(yùn)算放大器置于單位增益狀態(tài)，并有可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。
采用去補(bǔ)償運(yùn)算放大器時(shí)，諸如濾波器或那些采用罕見(jiàn)反饋網(wǎng)絡(luò)的特殊電路有可能并不穩(wěn)定。如果感到懷疑，可檢查一下電路對(duì)某個(gè)脈沖的響應(yīng)。振鈴過(guò)大或許意味著采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的單位增益運(yùn)算放大器可能是一種更好的選擇。
軌至軌運(yùn)算放大器
在選擇運(yùn)算放大器時(shí)，設(shè)計(jì)師常常要求其具有軌至軌能力。這似乎是一種顯而易見(jiàn)的選擇，因?yàn)樵S多應(yīng)用都得益于最大信號(hào)擺幅。但可能并不需要真正的軌至軌運(yùn)算放大器，而且在應(yīng)用中甚至還會(huì)有不利的一面。
軌至軌意味著運(yùn)算放大器具有軌至軌輸入和軌至軌輸出能力。軌至軌輸出只是一個(gè)相對(duì)術(shù)語(yǔ)，因?yàn)槟壳吧袩o(wú)定義該術(shù)語(yǔ)的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。視負(fù)載條件的不同，軌至軌輸出放大器可以在與電源軌相差數(shù)毫伏至數(shù)百毫伏的范圍內(nèi)擺動(dòng)。
某些用于更高工作電壓的運(yùn)算放大器，如果其輸出擺幅與電源軌相差不超過(guò)1V，也會(huì)被稱為軌至軌輸出。應(yīng)查看器件數(shù)據(jù)表“大字標(biāo)題”以外的數(shù)字，以便將輸出擺幅與您的負(fù)載條件結(jié)合起來(lái)考慮。
而且應(yīng)該了解這樣一點(diǎn)，就是各家制造商所采用的測(cè)試方法是不盡相同的。有些制造商采用“沖擊測(cè)試”(slam test)來(lái)測(cè)量輸出擺幅；為了獲得最大輸出，需對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行過(guò)驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)對(duì)輸出進(jìn)行輸出擺幅測(cè)試時(shí)，用于精密信號(hào)處理的運(yùn)算放大器將確保獲得良好的開(kāi)環(huán)增益，確保可以輸出接近電源軌的準(zhǔn)確的無(wú)失真信號(hào)。
軌至軌輸入意味著輸入信號(hào)可以位于電源電壓之間的任何電平上(通常為100mV或更高)。如果需要寬輸出電壓擺幅，則在一個(gè)增益為1的緩沖器配置中就要求具有軌至軌輸入。當(dāng)閉環(huán)增益大于1時(shí)，可以不要求軌至軌輸入。反相放大器很少需要軌至軌輸入。
低電壓操作問(wèn)題
低電壓操作至今仍然是另一個(gè)潛在的難以滿足的要求。信號(hào)擺動(dòng)電壓變得至關(guān)重要，因?yàn)槊恳缓练妷憾家?jì)算在內(nèi)。對(duì)非軌至軌型運(yùn)算放大器必須進(jìn)行非常仔細(xì)的檢查，原因是用戶的操作空間很小。共模電壓范圍和輸出擺幅可能會(huì)因元件的不同以及溫度的變化而存在差異。
精度
精度是一項(xiàng)常見(jiàn)的設(shè)計(jì)要求。除了失調(diào)電壓之外，一定要考慮失調(diào)電壓的溫度變化。低失調(diào)電壓可借助激光或其他修正技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以獲得低初始失調(diào)。如果想完成一項(xiàng)耐用的設(shè)計(jì)，則應(yīng)對(duì)總失調(diào)誤差隨溫度的變化情況加以考慮。由于運(yùn)算放大器的漂移以及所需的溫度范圍各不相同，更低的初始失調(diào)可能有助于提高精度，也可能不起作用。
采用雙極型輸入晶體管的運(yùn)算放大器通常能夠提供較好的失調(diào)電壓和漂移特性。具有低初始失調(diào)的修正器件往往也具有較低的漂移。盡管器件的數(shù)據(jù)表有時(shí)并未提供所使用的晶體管工藝的相關(guān)信息，但仍然能夠從其較大的輸入偏置電流(一般為1nA或更大)識(shí)別出雙極型晶體管。CMOS型晶體管的輸入偏置電流為幾十皮.
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