PDF《AN1747》

0 -90 -40dB/dec fGC -180 f0 T0 Phase Margin Gain Margin fPC f0 C Natural Frequency fGC C Gain Cross Over Frequency fPCC Phase Cross Over Frequency ?

2016 Microchip Technology Inc. DS00001747A_CN 第3页AN1747 增益带宽积 运放的选择以及在指定应用中的可行性通常取决于几个 重要参数,而增益带宽积即为其中之一.从名称即可看 出, 增益带宽积为开环增益与带宽的乘积. 对于PIC16F 单片机,在标准工作条件下,开环增益为

90 dB 时,运 放的增益带宽积约为

2 MHz. 而MCP602 等标准运放的 增益带宽积为 2.8 MHz,TL082 的则为

4 MHz.在处理 较高频率的信号时,需要较高的增益带宽积. 测量电源转换器中电感电流的应用,需要约

100 kHz 的 带宽和

10 dB 的增益,大致可以知道需要的增益带宽积 约为

1 MHz.但在波特图中可以明显的看出,在闭环增 益与开环增益交叉的地方,响应低了

3 dB.因此,1 MHz 的增益带宽积还是不够,在选择运放时,需要考虑 一个

5 到10 的增益因子. 压摆率 任何运放的输出变化率总有一定的限制,即为压摆率. 这意味着只要运放输出变化率不超出其压摆率,输出就 可以自由摆动而不偏离所需响应.由于电路设计的不 同,运放在正向和负向摆动时的压摆率也可以不同.但是,大多数快速运放的压摆率都具有一定的对称性.压 摆率通常以 V/us 表示,对于 PIC16F 单片机,其压摆率 约为

3 V/us, 而MCP602 和TL082 的压摆率分别为 2.3 V/us 和13 V/us.压摆率较高时,意味着运放的输入变 化响应也较快. 输入偏置电流和失调电压 对于运放用户而言,输入偏置电流是一个棘手的问题, 因为在电流流经外部阻抗时将产生失调电压,进而使得 设计产生错误.运放的输入结构通常采用 BJT(Bipolar Junction Transistor, 双极结型晶体管) 等电流控制的器 件.因此,总是需要一定的电流来维持器件工作,当然 也会产生一些失调电压.在PIC16F 中,失调电压典型 值约为 +/-3 mV,而MCP602 的为 +/-0.7 mV, TL082 的为 +/-5 mV.相比之下,输入失调电压与运放的工作 电压范围的关系则要小得多.由于运放具有两路输入, 因此也就 有两路偏置电流,在大多数情况下,可以假设它们是相 等的.如果两路输入偏置电流之间存在较大的差异,将 会产生输入失调电流. 输入共模电压 输入引脚上允许的电压称为输入共模电压.由于PIC16F 系列控制器具有轨到轨运放,因此输入共模电 压通常是满量程电压范围,即0到VDD.确切的数字请 参见具体的器件数据手册. 共模抑制比 输入共模电压发生变化时,将产生一个小的输出.这是 因为运放输入级的两个输入端的电阻和晶体管之间总是 存在一些不匹配情况.这个小的误差会同输入端的其他 信号一起被放大.因此,非常有必要抑制这类信号.运放抑制输入端共模信号的能力称为共模抑制比(Common-Mode Rejection Ration,CMRR) .CMRR 是衡量运放效率的一个重要指标.通常来说,使用 PIC16F 系列器件中的运放时, 可实现70 dB的CMRR. 在MCP602 中, CMRR 为90 dB,而在 TL082 中, CMRR 约为

100 dB.较高的 CMRR 意味着运放具有较 佳的共模噪声抑制能力. 电源抑制比 电源电压纹波对运放输出电压的影响可通过运放的电源 抑制比 (Power Supply Rejection Ratio, PSRR) 测得. 典型运放通常具有约

80 dB 的PSRR.改善运放纹波抑 的最佳、也是唯一的方法是电源输出电压本身具有较好 的滤波功能.MCP602 的PSRR 约为