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电路测试中的运算放大器参数

时间:09-21 来源:互联网 点击:

,其缺点就会显现。例如,图 2 中的电路会对测量 等其它参数产生影响。

  这种未驱动的电路会导致 误差,误差值等于(* 闭环增益)* (单位是V/V)。该误差可能无关紧要,也可通过应用适当的 VIN 使 为 0.0V 来降低。

  可使用以下计算公式 1 调整所需输出的输出端误差补偿公式。

  

  通常可在测试环路中使用一个附加放大器,如图 1 双放大器环路所示。这种配置最接近 定义的要求。被测试器件的输出保持在环路放大器至接地的 之内。如果环路放大器支持 V 调节,或者您可通过控制非反相输入来消除失调,就可以不管环路放大器的失调。通过这种方法,您就可使被测试器件的输出为零。在 端测得的电压为 1001*。除非有负载连接至被测试器件的输出端,否则该输出必须只提供环路放大器输入偏置电流。在测量静态电流时,这对于低 部件而言是个重要的注意事项。在前面的两款电路中,被测试器件必须将反馈电流提供给

  通过将环路放大器的非反相输入连接至可编程电压电源,便可测量运算放大器的其它性能参数,例如 、输出摆幅和 CMRR。由于环路控制电压是变化的,因此被测试器件的输出会尝试与控制电压匹配。

  注意,双放大器环路有以下缺点:

  比自测试电路更复杂;

  需要环路补偿,因为电路本身并不稳定;

  只能在环路放大器的共模范围内控制被测试器件的输出。

  如果环路未得到适当补偿,电路就会振荡。您可通过与并联一个适当的电容器来稳定环路。为环路放大器布置适当的 RC 组合也能稳定环路。我们将在以后的文章中探讨该环路补偿问题。

  双放大器环路测试法的一种变化形式为三放大器环路,其可通过电流引导实现对被测试器件输出电压的控制。该环路的补偿可通过第二个环路放大器的 RC 组合进行设置。与在双运算放大器电路中一样,被测试器件的电压失调也是在 端测量,而且 是电压失调的 1001 倍。该电路拓扑可解决前一种电路的被测试器件输出摆幅限制问题。如果需要更大的输出摆幅,可以减小与环路控制电压串联的电阻器。

  注意,三放大器环路存在如下缺点:

  比其它电路更复杂;

  需要环路补偿,因为电路本身不稳定;

  被测试器件的输出总是具有 1MΩ 的最小负载。

  电源抑制比

  PSRR 是电源电压变化绝对值与运算放大器输入失调电压变化的比值。简单来说,就是运算放大器在特定范围内抑制电源电压变化的能力。由于需要失调电压来完成该测量,因此您可使用现有技术来测量 。图 1 中的三种测试环路都可用来完成 PSRR 测量。方法是将电源 +VS 和 -VS 设置为被测试器件的最低电源电压,并测量 1001*。接下来,将电源电压设置为被测试器件的最大电压,然后再次测量 1001*。公式 2 和公式 3 是 PSRR 的计算方法。

  

  在使用这种方法时,有些运算放大器需要考虑其它因素。这些运算放大器有足够低的工作电压,电源的中间点(零共模电压)可超过低电源配置运算放大器所允许的最大共模电压。有些轨至轨输入器件有多个输入级,可在这种条件下平稳工作,但它们会转换至不同的输入级,导致 PSRR 计算误差。在这两种放大器中,固定共模电压可防止共模饱和或输入级转换。为 PSRR 测试的这两种测量方法保持恒定共模电压,会产生一个可在 PSRR 计算过程中抵消的错误。这些器件所需的实际共模电压将根据放大器输入级的拓扑变化而变化。

  共模抑制比

  CMRR 是差分电压增益与共模电压增益之比,也就是运算放大器在特定范围内抑制共模电压的能力。由于需求失调电压来完成该测量,因此您可使用现有 测量技术来测量 CMRR。

  

  图 3. 该双放大器环路可帮助您测量运算放大器的 CMRR。

  在该测试过程中,需要改变输入共模电压并测量运算放大器 的变化。最显而易见的方法是向被测试器件的非反相输入端应用共模电压。该方法需要测量系统以所应用的共模电压为参考。图 3 是双放大器环路的测试设置。

  如果您希望完成相关接地的所有测量,应将非反相输入连接至接地,并以跟踪方式正向或负向移动电源,以向放大器应用有效共模电压。必须使输出处于电源的中间点,才能消除影响 CMRR 测量的 误差。公式 4 和公式 5 是 CMRR 的计算方法。

  

  DC 开环增益

   是输出电压与差分输入电压之比。该测量需要测量多个点的输入失调电压并计算 AOL。

  测量 时需要了解一下被测量运算放大器的输出行为。理想情况下,运算放大器可能一直摆动至两个电源轨。实际并非如此。 在给定负载下与电轨有一定的距离。

  假设输出可从 (正)摆动至 (负)。如果使输出达到 (正),被测试器件输入端的电压就将为 + (正)。需要额外的电压 (正)将输出驱动到 (正)。相反,如果使输出达到 (负),被测试器件输入端的电压就将变为 + (负)。您需要测量输入端的这种变化,以实现所需的满量程输出。

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