可编程增益拓宽器芯片引脚功用阐明

2017-06-01 13:59分类：电子技术阅读：

可编程增益拓宽器芯片驱动引脚阐明
可编程增益拓宽器 (PGA) 是分外的拓宽器构造（请拜见图 1），具有经过修整的内部电阻器网络，具有比选用离散式电阻器组件的拓宽器更高的功用。正如图 1 中 PGA 传输函数所闪现那样，PGA 输出的必定过失与内部偏移电压(VOS)、增益精度和 VREF 必定精度有关。

图 1 相应传输函数的PGA 配备举例
在一些运用 PGA 的运用中，要害的 DC 标准为 VOS、增益精度与偏移、噪声以及静态功耗。假定参看引脚 VREF 不以运算拓宽器缓冲电路驱动，则 PGA 传输函数的精度会遭到极大影响。别的，从 AC 的视点来看，一个多见的难题是坚持频率下的增益精度，其会遭到参看引脚电压 VREF 以及对它起到缓冲作用的运算拓宽器的影响。
考虑到带宽、AOL(ω)、RO(ω) 和运算拓宽器缓冲电路的反响系数 (β)（请拜见图 2）巨细的状况下，咱们便能够十分好地了解运算拓宽器效应对 VREF 所发作的影响。

图 2 Vref 缓冲分压器电压
由于缓冲器自身 β = 1，因而输出电压 VREF 等于 AOLVIN。VREF 流入缓冲拓宽器反相输入端的输入偏置电流，挑选了负载电流的巨细程度。这一点十分首要，由于负载电流的巨细会调度环路增益 (AOLβ) 和闭环输出阻抗 ROUT。
图 2 闪现了 VREF 缓冲器的闭环内部电路：Rout、Ro 和 AOL 之间的首要联络如方程式 1 所示：

方程式 1
总归，跟着频率不断添加，运算拓宽器经过减小 AOL、添加 Rout 以及延伸安稳时刻来坚持固定输出电压和低阻抗的才调降低。这会影响 PGA 增益过失的精度。
为了便当阐明，请考虑图 3 所示单端 PGA 之例。输入信号 VIN 有其 DC 构成有些 (2.5V)，而 AC 信号为一个 200 mVpp、5 kHz 正弦波：

图 3 缓冲器单端 PGA

图 4 以 TINA Spice 中的“万用表”功用对图 5 进行剖析
咱们能够运用 TINA Spice 中的“万用表”功用（请拜见图 4），取得输入电压对输出电压的 RMS 值，并用其核算总输出过失，详细核算办法如方程式 2 和 3：

方程式 2

方程式 3
例如，微功耗精细运算拓宽器 OPA333 便具有 ~350 kHz 的增益带宽 (GBW) 积。因而，在 5 kHz下，闭环特性会降低到构成第二个运算拓宽器（如OPA376）输出端发作 0.08% 过失的程度。若运用一个更高 GBW 的拓宽器（如：另一个精细运算拓宽器）便可减小这种过失。
经过在 TINA SPICE 中制造出传输函数 (VOUT/VIN) 与频率曲线图的联络图，咱们能够直观地看到改动阻抗频率的作用（请拜见图 5）。请留神，比照 OPA333， OPA376 当作缓冲器时，增益与频率的联络愈加安稳：

图 5 OPA333 和 OPA376 缓冲器比照图
作用标明，把一个带宽较高的运算拓宽器（例如：OPA376 等）用作 VREF 缓冲拓宽器，可显着改进总输出过失。