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运放共模输入电压方案

2017-07-20 09:40分类:电子技术 阅读:

 

输入与输出电压方案
关于实习运算拓宽器的容许输入和输出电压方案,有一些实习的根柢疑问需求思考。显着,这不只会依据详细器材而改动,还会依据电源电压而改动。咱们能够经过器材选型来优化该功用点,首要要思考较为根底的疑问。
任何实习运算拓宽器输入和输出端的作业电压方案都是有限的。现代体系方案中,电源电压在不断下降,对运算拓宽器之类的模仿电路而言,3 V至5 V的总电源电压如今已十分多见。这一数值和曩昔的电源体系电压相差甚远,其时通常为±15 V(共30 V)。
由于电压下降,有必要了解输入和输出电压方案的绑缚——分外是在运算拓宽器挑选进程中。
输出共模电压方案
下图1大致闪现了运算拓宽器输入和输出动态方案的绑缚,与两个供电轨有关。任何运算拓宽器都由两个电源电位供电,用正供电轨+VS和负供电轨–VS标明。运算拓宽器的输入和输出共模方案依据与两个供电轨电压限值的挨近程度来界说。

图1:运算拓宽器输入和输出共模方案
在输出端,VOUT有两个供电轨有关绑缚,即高电平(挨近+VS)和低电平(挨近–VS)。高电往常,方案可达丰满上限VS–VSAT(HI)(最大正值)。例如,假定+VS为5 V,VSAT(HI)为100 mV,则VOUT上限(最大正值)为4.9 V。一样,低电往常,方案可达丰满下限–VS + VSAT(LO)。因而,假定–VS为接地(0 V),VSAT(LO)为50 mV,则VOUT下限为50 mV。
显着,给定运算拓宽器的内部方案会影响该输出共模动态方案,必要时,器材自身的方案应当最大程度地减小VSAT(HI)和VSAT(LO),以便完毕最大输出动态方案。某些类型的运算拓宽器就选用了这么的方案,这些拓宽器通常选用单电源体系专用的方案。
输入共模电压方案
在输入端,适用于VIN的共模方案也有两个供电轨有关绑缚,即高电平(挨近+VS)和低电平 (挨近–VS)。高电往常,方案可达共模上限+VS – VCM(HI)(最大正值)。仍以+VS = 5 V为例,假定VCM(HI)为1 V,则VIN上限(最大共模正值)为+VS – VCM(HI)或4 V。
下图2所示为选用假定运算拓宽器数据时断定VCM(HI)的办法,如上方曲线所示。该运算拓宽器会在低于图中所示曲线的VCM输入下作业。

图2:运算拓宽器输出共模方案图示
在实习操作中,实习运算拓宽器的输入共模方案通惯例矩为电压方案,不用以+VS或–VS为参阅。例如,典型的±15 V作业双电源运算拓宽器的额外共模作业方案为±13 V。低电往常,一样也存在共模下限。通常用–VS + VCM(LO)来标明,图2中所示为下方VCM(LO)曲线。假定该器材也是选用±15 V电源电压,就能够代表典型功用。以单电源为例,–VS = 0 V的状况下,假定VCM(LO)为100 mV,则共模下限为0 V + 0.1 V(即0.1 V)。本例闪现的共模下限在100 mV的–VS方案以内,实习上更适宜标明具有共模下限或上限(包括供电轨)的单电源器材。换言之,VCM(LO)或VCM(HI)为0 V。还有包括两个供电轨、具有共模方案的单电源器材。可是,单电源器材通常无法供应图形数据(例如图2所示的共模限值)可是会经过表格办法的额外电压方案来阐明功用。
运算拓宽器差分输入电压方案在正常作业办法下,运算拓宽器联接至反响环路,因而,差分输入电压坚持在0 V(疏忽失调电压)。但在某些状况下(例如上电),运算拓宽器或许会遭到不等于0的差分输入电压影响。某些输入构造需求绑缚差分输入电压来避免其受损。这些运算拓宽器的输入通常还具有内部背靠背二极管,拓宽器的简化原理图中不用定会闪现这些,可是会闪现±700 mV(最大值)的差分输入电压规范。此外,图中还闪现最大输入差分电流规范。有些拓宽器内置限流电阻,但这些电阻会行进噪声,因而在低噪声运算拓宽器中不予运用。
输出电流与输出短路电流大大都通用运算拓宽器都有输出级,供应对地或对任一电源的短路维护。这通常称为无限短路维护,由于拓宽器能够无限地将该电流值输入短路电路。应由运算拓宽器供应的输出电流即为此刻的输出电流。通常要设定绑缚,使运算拓宽器能够为通用运算拓宽器
供应10 mA输出电流。假定运算拓宽器有必要一同具有高精度和大输出电流,建议运用独立输出级(反响环路内),将精细运算拓宽器的自觉热降至最低。该附加拓宽器通常称为缓冲器,由于其电压增益通常为1。有一些运算拓宽器能够供应大输出电流。例如AD8534,这是一种四通道器材,四个有些的输出电流均为250 mA。留心,假定一同从四个有些输出250 mA电流,就会逾越封装功耗规范,拓宽器会过热,而且或许会损坏。对低功耗的较小封装而言,这一疑问愈加严峻。
高速运算拓宽器的输出电流转常不会绑缚在较低值,由于会影响其压摆率和驱动低阻抗的才华。大大都高速运算拓宽器的源电流和吸电流都在50至100 mA之间,但也有一些绑缚在30 mA以下。即便是具有短路维护的高速运算拓宽器,温度也或许会逾越结温(由于短路电流较高),然后致使器材由于长时刻短路而受损。

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