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程控直流電源設計工程師講解放大器基礎知識

1.程控直流電源設計工程師講解什么是開(kāi)環(huán)電壓增益?

開(kāi)環(huán)電壓增益是指當放大器輸入輸出開(kāi)路時(shí)既開(kāi)環(huán),放大器輸出端的電壓變化與輸入端的電壓變化之比。

程控直流電源設計工程師講解放大器基礎知識

2.程控直流電源設計工程師講解什么是共模抑制比?

共模抑制比是指放大器對差分電壓信號放大倍數與共模電壓信號放大倍數之比,單位為分貝(dB)。


3.程控直流電源設計工程師講解什么是輸入電流噪聲(in)?

輸入電流噪聲(InputCurrentNoise(in)):是和無(wú)噪聲放大器的輸入并聯(lián)應用的等效電流噪聲。


4.程控直流電源設計工程師講解電壓反饋放大器和電流反饋放大器之間有什么區別?

兩種運放的內部電路是不同的,所以對于一個(gè)已給的配置,兩種類(lèi)型運放是沒(méi)有必要去互換的。電壓反饋的運放受制于內部設計,只有非常低的輸入偏流,但內部沒(méi)有限.制差分輸入電壓,僅僅當外部的反饋需要時(shí)才會(huì )做出限制。相反,對于電流反饋放大器,其差分輸入電壓受制于內部設計,但并沒(méi)有限制它的輸入偏流為低,所以?xún)H僅當外部反饋需要時(shí)才會(huì )限制。盡管,大多數高校仍沒(méi)有授關(guān)于電流反饋放大器的基礎知識,但使用電流反饋放大器有許多優(yōu)點(diǎn),尤其在高速的應用中。


5.程控直流電源設計工程師講解開(kāi)環(huán)和閉環(huán)之間有什么差別?

“開(kāi)環(huán)增益”實(shí)際上是沒(méi)有反饋的運放的“內部”增益,通常取1,000到10,000,000之間的任意值。請看數據手冊中的“開(kāi)環(huán)增益”圖;“閉環(huán)增益”是整個(gè)電路的增益,帶有由用戶(hù)選擇適當的反饋電阻值選擇的反饋,比如“增益為+10”“或"增益為-2”。


6.程控直流電源設計工程師講解什么是輸出電流?

輸出電流是指運放的輸出端得到的驅動(dòng)負載的電流。它通常是一個(gè)功能:輸入過(guò)驅動(dòng),輸出電壓和電源的相關(guān)性、溫度。源極和漏極的特性會(huì )有所不同。


7.我選擇了軌對軌(Rail-to-Rail)輸入/輸出(Input/Output)放大器,但是輸出并不是一直是負軌,或一直是正軌。我做錯了什么嗎?

單詞“軌對軌(Rail-to-Rail)”是易令人誤解的。完全正確的應該是“幾乎是軌對軌”或“非常接近軌對軌”。大多數R-R放大器任一電源軌上的輸出電壓為從20到200mv,幾乎從未有過(guò)對軌的。當需要更多的負載電流時(shí),輸出要更遠離電源電壓軌。大多數放大器通過(guò)100k?或更大的負載提供最大輸出電壓擺動(dòng)。在產(chǎn)品數據手冊中電氣特性表和特性曲線(xiàn)上,指定的輸出電壓波動(dòng)都是期望值。此外,當通過(guò)放大器創(chuàng )建一個(gè)設計時(shí),用戶(hù)可以要求“軌對軌”輸出放大器的性能。在選擇表中列出的運放將能滿(mǎn)足設計輸出擺動(dòng)的要求,被選擇的參考表中“軌對軌”輸出器件出現的頻率最高。


8.程控直流電源設計工程師講解什么是相位裕量?

相位裕量(PhaseMargin):在開(kāi)環(huán)電路中,相同頻率的輸出和反相輸入之間的相移。


9.程控直流電源設計工程師講解什么是電壓增益(A.V)?

電壓增益(VoltageGain)是指輸出電壓的變化量和輸入電壓變化量的比值。


10.程控直流電源設計工程師講解運算放大器的共模電壓“和“輸入電壓范圍”之間有什么不同?

這些詞語(yǔ)盡管類(lèi)似但并不意味著(zhù)是完全一樣的意思?!拜斎腚妷悍秶笔沁M(jìn)入輸入引腳可接受的電壓范圍。在數據手冊中列出的“CMR”“CMVR;即“輸入電壓范圍”。請看“什么是CMR”?!肮材k妷骸笔侵敢粋€(gè)電壓同時(shí)應用到兩個(gè)輸入。記住運放是應該抑制共模電壓的,僅僅是放大兩個(gè)輸入引腳的差。請看“什么是CMRR”。


11.程控直流電源設計工程師講解什么是可編程增益緩沖器?

可編程增益緩沖器(ProgrammableGainBuffer)就是設置運放增益的電阻集成在模板上,通過(guò)簡(jiǎn)單的外部連接,可把增益設置為+1,+2,或-1。這些器件對最小化外圍元器件的數量、最小化信號線(xiàn)的長(cháng)度和簡(jiǎn)化設計都很理想。


12.程控直流電源設計工程師講解什么是飽和電壓(SaturationVoltage(VSAT))?

飽和電壓(SaturationVoltage)是指晶體管在飽和條件下的集電極-發(fā)射極間的電壓。在飽和狀態(tài)下,發(fā)射極-基極和集電極-基極間都是正向偏置的,以致集電極-發(fā)射極之間的電壓非常低,典型值是0.1-0.3V。這常涉及到集電極開(kāi)路輸出,該開(kāi)路輸出通過(guò)電阻上拉到一個(gè)正極電源電壓。


13.程控直流電源設計工程師講解什么是上升時(shí)間(tr)?

上升時(shí)間(RiseTime):指輸出電壓從它的最終值10%到它最終值90%變化階段需要的時(shí)間。


14.程控直流電源設計工程師講解什么是單位增益帶寬?

單位增益帶寬:放大器的開(kāi)環(huán)增益等于1的頻率。如果運算放大器頻率響應有一個(gè)單極點(diǎn)roll-off,單位增益帶寬等于GBW。


15.程控直流電源設計工程師講解什么是比較器的選通“關(guān)斷”電壓(Strobe"OFF"Voltage)?

選通“關(guān)斷”電壓是指選通脈沖端的、并保證不干擾比較器工作的最小電壓。


16.程控直流電源設計工程師講解什么是輸入電流(IBorIin)?

輸入電流指標是指兩個(gè)輸入引腳的引入電流的平均值。輸入電流通常也叫“偏置電流”。


17.放大器數據手冊表給出了一個(gè)輸入失調電壓規格“1mV最大值”。這是+1mV最大值,還是-1mV最大值,還是在+/-0.5mv之間,或是在+/-1mv之間?

運算放大器給定的輸入失調電壓(Vos)規格是給定的一個(gè)量度。從任一輸入引腳的角度看,失調電壓可能是在+Vos和-Vos之間的任意值。在實(shí)際的應用中,補償電壓要和電路的非反相增益相乘,在運算放大器的輸出得到一個(gè)補償值。


18.程控直流電源設計工程師講解什么是增益帶寬(GWB)?

增益帶寬(GainBandwidth):在開(kāi)環(huán)增益倍乘以指定的頻率要高于第一極點(diǎn)(pole)的頻率。


19.程控直流電源設計工程師講解什么是大信號電壓增益(Av)?

大信號電壓增益(Av):輸出電壓變化量和輸入電壓變化量的比率。這個(gè)參數通常指定在一個(gè)大的輸出電壓,小于最大的輸出電壓,即在直流(DC)條件下的典型值。


20.程控直流電源設計工程師講解什么是失調電壓溫度系數(TCVos)?

失調電壓溫度系數(OffsetVoltageTemperatureCoefficient):在一個(gè)指定的溫度范圍內,因結溫的變化,失調電壓改變的平均率。


21.程控直流電源設計工程師講解什么是比較器的輸出高電壓(VOH)?

輸出高電壓(OutputHighVoltage)是指比較器高的直流輸出電壓,產(chǎn)生高的需要的輸出電流。這個(gè)規格通常與比較器的圖騰柱或推挽輸出相關(guān)。


22.程控直流電源設計工程師講解什么是輸出源電流(ISC+)?

輸出電源電流(ISC+)是指由比較器推挽式輸出狀態(tài)產(chǎn)生的最大的輸出正電流。


23.程控直流電源設計工程師講解放大器的輸出電流和短路電流兩者之間有什么區別?

“短路”電流是指如果輸出直接接到電源線(xiàn)上,器件產(chǎn)生的電流。這個(gè)表明輸出級電流的限制,具體取決于器件的設計。然而,短路電流并不代表輸出級驅動(dòng)能力的真實(shí)輸出。由于輸出級的阻抗特性,最大的輸出電流由輸出電壓在負載下的擺動(dòng)來(lái)決定。負載越輕,輸出的擺動(dòng)越大;負載越重,輸出的擺動(dòng)越小。如果運放能夠安全的驅動(dòng)負載達到期望的電平,那么“輸出和負載”或“Vout和Iout”的關(guān)系圖在器件的用戶(hù)手冊中應該被討論確定。不要忘了計算反饋電阻負載,當在高速和微功率電路中,反饋電阻的作用就很明顯了。


24.程控直流電源設計工程師講解什么是總諧波失真(THD)?

當一個(gè)純正弦信號作為Vin(w)=Vpsin(wt)給運放輸入時(shí),輸出將有諧波失真:Vout(w)a1Vpsin(wt)+a2Vpsin(wt)+...+anVpsin(nwt).THD表達式是:THD(%)=[sqrt(a2xa2+a3xa3+...+anxan)/a1]x100


25.程控直流電源設計工程師講解什么是共模輸入電阻?

共模輸入電阻是指共模輸入電壓的變化量和反相端或同相端輸入電流變化量的比值。


26.我怎么保護放大器輸入,使其不高于或低于電源電壓?

你必須做的是要么對器件的輸入箝位,要么限制器件的輸入電流,或者理想情況下,兩者均做。最簡(jiǎn)單的方法就是選擇一個(gè)限流電阻來(lái)限制這個(gè)電流。選擇的依據是,在最大的輸入電壓下電路輸入產(chǎn)生的電流要小于該輸入引腳的最大電流額定值。通常情況下,在這個(gè)輸入引腳上串聯(lián)一個(gè)1K到100K的電阻就可以了。反相配置通常這樣串聯(lián)電阻,效果相當好。然而,由于信號通常直接接到非反相的輸入引腳上,所以非反相放大器可能需要在這個(gè)引腳上接一個(gè)保護電阻。因為低阻抗電路不能包含一個(gè)大的電阻和一對接在負電源、輸入和正電源之間的箝位二極管,所以通過(guò)接一個(gè)小的串聯(lián)電阻來(lái)保護這個(gè)器件。對于高阻抗電路,可以采用一個(gè)大的電阻器和/或低漏電流二極管。


27.程控直流電源設計工程師講解單電源放大器和雙電源放大器之間有什么區別?

一般情況下,“單電源放大器”意思是放大器有一個(gè)共模輸入范圍,指的是V-(Gnd)。然而,既然放大器沒(méi)有“地(GND)”的引腳,工作在單電源相對于工作在雙電源或不連續電源下,放大器在實(shí)際電路、布局布線(xiàn)、本身的特性方面并沒(méi)有區別。要在運算放大器數據手冊中經(jīng)仔細檢查才可能發(fā)現唯一的不同之處。當運算放大器被指定為雙電源供電時(shí),通常輸出負載的參考是相對于地的(GND),而單電源供電的運算放大器,通常輸出負載的參考是單電源的中點(diǎn)電壓。雖然運算放大器被指定為單電源供電時(shí)運算放大器通常操作在更低的電壓,但這不是一項必要條件。因此,不管運算放大器由一個(gè)單5V電源和地(GND)供電,或從+2.5和-2.5V供電,對運算放大器來(lái)說(shuō),這些沒(méi)有任何不同。所有運算放大器都關(guān)心那些相關(guān)的電壓:各個(gè)電源的相對電壓、相對輸入和輸出的電壓。

放大器運算放大器WEBENCH。電路開(kāi)發(fā)既采用單電源供電(如5v或3.3v),也可采用雙電源供電(如+/-5v,+/-3.3v,+/-12v),也可選擇定制電源供電。


28.程控直流電源設計工程師講解什么是輸出低電壓(VOL)?

輸出低電壓(OutputLowVoltage)指的是低直流(DC)輸出電壓,輸出驅動(dòng)是低電壓形成灌電流。這個(gè)規格通常與比較器的圖騰柱或推挽輸出有關(guān)。


29.我正在使用一個(gè)CMOS運算放大器作為輸出驅動(dòng)器。雖然電路工作良好,但是我注意到,如果我用一個(gè)長(cháng)(1米)的屏蔽電纜,沒(méi)有輸入信號時(shí)運算放大器的振蕩為1MHz左右。如果我縮短電纜至10厘米,振蕩平穩。這是什么原因造成的呢?

有些運算放大器不適合直接驅動(dòng)容性負載,比如長(cháng)的屏蔽電纜,這就是一個(gè)容性負載。同軸電纜每米約有60-100pF電容。你可以嘗試在運算放大器輸出和電纜之間接50至500歐姆的電阻。CMOS運算放大器的數據手冊中有一節就是關(guān)于如何對容性負載進(jìn)行補償的。


30.程控直流電源設計工程師講解為什么有些放大器帶容性負載時(shí)振蕩?

運算放大器的輸出阻抗和容性負載的電容可能形成一個(gè)阻容振蕩。輸出阻抗和容性負載在輸出級形成一個(gè)R-C振蕩,從而在反饋信號中就引起了附加的相位滯后。CMOS放大器有一個(gè)較高的輸出阻抗這將會(huì )導致電極接近或低于該運算放大器的單位增益頻率。電極的附加相位滯后會(huì )削弱運算放大器的相位裕度,放大器的總相位滯后引起單位增益頻率的相角增加超過(guò)180度,在振蕩器里這個(gè)結果會(huì )導致在單位增益中總的反饋相移超過(guò)180度。CMOS放大器的輸出阻抗在100和500之間,引起的極點(diǎn)頻率相對較低。同理,高速雙極性運算放大器的輸出阻抗在1到100的范圍,造成的極點(diǎn)頻率與CMOS運算放大器相比要高的多,從而使極點(diǎn)遠離器件的單位增益頻率。CMOS放大器對容性負載的驅動(dòng),可以通過(guò)在輸出端放置輸出電阻和外接“正反饋”電容器得到改善。CMOS運算放大器的數據手冊中有一節就是關(guān)于如何進(jìn)行容性負載補償的。


31.程控直流電源設計工程師講解什么是諧波失真?

諧波失真(HarmonicDistortion)是由于信號線(xiàn)路的非線(xiàn)性在放大器輸出端產(chǎn)生的無(wú)用的雜散的信號。輸入是正弦信號時(shí),這些雜散的信號將以輸入頻率的整數倍出現(例如,二次諧波,三次諧波)。


32.程控直流電源設計工程師講解什么是輸出漏電流(ILEAKAGE)?

輸出漏電流(ILEAKAGE),是電流進(jìn)入比較器的輸出端(輸出驅動(dòng)為高)。它常出現在集電極開(kāi)路和漏極開(kāi)路的輸出端。


33.程控直流電源設計工程師講解什么是電源抑制比(PSRR)?

電源抑制比(PowerSupplyRejectionRatio):輸入失調電壓的變化量和電源電壓的變化量之比PSRR(dB)=20log10(DVOS/DVS)


34.程控直流電源設計工程師講解什么是線(xiàn)性相位偏差?

線(xiàn)性相位偏差(LinearPhaseDeviation):在某一特定頻段里,用來(lái)衡量運算放大器的閉環(huán)相位響應如何接近并跟隨相位變化和頻率的線(xiàn)性關(guān)系。


35.程控直流電源設計工程師講解什么是-3db帶寬(或小信號帶寬,SSBW)?

-3db帶寬(或小信號帶寬,SSBW)是指在閉環(huán)放大器的小信號的輸出幅度的值隨頻率降低到3分貝時(shí)的頻率。


36.程控直流電源設計工程師講解共模電壓的范圍(Vcm)是什么?

在輸入端電壓范圍的典型值,決定了該放大器的性能。


37.程控直流電源設計工程師講解放大器指定的電源范圍是什么?

指定的電源范圍是說(shuō)明運算放大器工作時(shí)要求的電源電壓。


38.程控直流電源設計工程師講解什么是輸出吸收電流(ISC-)?

輸出吸收電流(ISC-)是指比較器的最高輸出負電流。


39.程控直流電源設計工程師講解什么是輸出電壓擺動(dòng)(Vo)?

輸出電壓擺動(dòng)(OutputVoltageSwing):是指在特定負載和電源電壓下輸出電壓的最大峰峰值擺動(dòng)。


40.雙極性(LMxxxx)運算放大器的SPICE模型工作的很好,而CMOS型(LMCxxxx)運算放大器的SPICE模型不能運行。是不是需要設置SPICE的選項?

為了給模型輸入適當的偏置電流,CMOS運算放大器SPICE模型需要把默認GMIN選項設置為最大的SPICE封裝值。


41.程控直流電源設計工程師講解什么是電流反饋?

電流反饋(CurrentFeedback)是一種用于電流反饋放大器的技術(shù),它的輸出信號反應的是電流輸入到反相輸入端的值(跨阻增益功能)。在某些方面,與傳統的電壓反饋相比,這種拓撲結構具有操作的優(yōu)勢。請看應用筆記"OA-30,電流反饋放大器和電壓反饋放大器的比較。


42.程控直流電源設計工程師講解什么是閉環(huán)緩沖器?

閉環(huán)緩沖器(ClosedLoopBuffer)就是一個(gè)高輸入阻抗和低輸出阻抗、并具有固定增益+1的放大器。它的典型應用是用于隔離、增加輸出驅動(dòng)、容性負載驅動(dòng)等。不需要去設置增益電阻。


43.我的放大器設計在單5v電源可以正常工作,但是如果我試圖把4V電壓給輸入端,輸出將不會(huì )超出3.6V。這有什么不對呢?

在器件的數據手冊中,查找規格標定的輸入電壓范圍或輸入共模電壓范圍。這個(gè)規格有放大器能夠工作的接近上限或下限工作電壓。大多數放大器當輸入和電源軌電壓只差1到2V時(shí)便不能工作。有些運算放大器只能工作在負電源軌,而不能工作在正電源軌。如果你需要輸入非常接近[20mv至200mv以?xún)萞電壓軌,選擇一個(gè)軌對軌(Rail-to-Rail)輸入放大器,或一個(gè)允許輸入達到電源軌的放大器。如果輸出也必須非常接近正的電源軌,選擇一個(gè)軌對軌輸入/輸出(RRIO)放大器。


44.程控直流電源設計工程師講解什么是閉環(huán)增益?

閉環(huán)增益是指經(jīng)反饋的輸出電壓的變化量與反饋和輸入網(wǎng)絡(luò )增加后的輸入電壓變化量的比值。一般情況下,使用一個(gè)外部電阻設置這個(gè)參數。


45.程控直流電源設計工程師講解“CMR”是什么的宿寫(xiě)?它是什么意思?

“CMR”是“CommonModeRange”(共模范圍)的宿寫(xiě)。共模范圍也被稱(chēng)為輸入電壓范圍,是用來(lái)衡量運算放大器的輸入引腳能夠接受的輸入電壓范圍。該規格通常是相對電源幅值的。以L(fǎng)M741為例,內部的電源軌比電源電壓至少低3V才能確保接受輸入電壓。因此,對于一個(gè)+15v和-15v供電的雙電源運放,它的輸入引腳接受的電壓是+12v到-12v,這是在這種情況下的共模范圍。


46.GBW,單位增益帶寬,增益帶寬積和-3分貝頻率,它們之間有什么區別?

許多運算放大器,頻率在穩定時(shí)開(kāi)環(huán)增益下降率是-20db/decade。在這個(gè)下降階段的任何一點(diǎn),增益和頻率的積是個(gè)常數,這個(gè)常數稱(chēng)為增益帶寬積或GBW。如果運算放大器單位增益運行已經(jīng)穩定,那么單位增益帶寬,或開(kāi)環(huán)增益是1(增益1)時(shí)的頻率通常和增益帶寬的積相等。這里給出了當增益跨過(guò)0分貝時(shí)頻率的“開(kāi)環(huán)增益和相位”圖。有些運算放大器沒(méi)有穩定GBW,特別是那些沒(méi)有穩定工作在單位增益的器件。GBW不等于(通常高于)單位增益帶寬。-3分貝頻率是衡量運算放大器工作在閉環(huán)時(shí)的帶寬。-3分貝頻率點(diǎn),是整體的閉環(huán)系統的增益下降3分貝時(shí)的頻率。閉環(huán)應用的單位增益頻率,可以使用BW=GBW/Av計算。應用的-3分貝頻率和單位增益帶寬都取決于反饋增益設置,輸出擺動(dòng),負載及電路布局。


47.程控直流電源設計工程師講解什么是輸出阻抗(Zo)?

輸出阻抗(OutputImpedance):典型的理解是零輸出阻抗的理想運算放大器串聯(lián)輸出阻抗,Zout,在交流(AC)的情況下測量出的近似的運算放大器的輸出阻抗。


48.程控直流電源設計工程師講解什么是瞬間響應?

瞬間響應(TransientResponse):在小信號的條件下放大器閉環(huán)系統的階躍函數響應。通常小信號是指小于100mV。


49.程控直流電源設計工程師講解什么是壓擺率(SR)?

壓擺率(SlewRate):當給一個(gè)跳變或方波輸入時(shí),放大器輸出從一個(gè)電平跳到另一個(gè)電平的變化量。典型的值是根據總輸出電壓從10%變化到90%測量出來(lái)的值的平均率。


50.程控直流電源設計工程師講解什么是響應時(shí)間(tr)?

響應時(shí)間(ResponseTime):當輸入的階躍函數使輸出從初值到邏輯閾值電壓時(shí)的時(shí)間間隔。


51.程控直流電源設計工程師講解為什么運算放大器應用的示意圖很少涉及與電源的連接?

為了簡(jiǎn)化應用的示意圖,電源線(xiàn)的連接往往省略。這有歷史的原因,當運算放大器最初使用的時(shí)候,為了體現它固有的特性,主要是使應用的示意圖看起來(lái)不過(guò)于復雜。連接電源線(xiàn)到所有的運算放大器是很繁瑣的,尤其是每片中有多個(gè)(雙或四)放大器。在這種情況下,僅僅需每片連接一個(gè)電源線(xiàn),在片的內部這個(gè)電源和所有運放的電源接在一起。即使在應用的示意圖中沒(méi)有畫(huà)出電源的連線(xiàn),在運放實(shí)際工作的時(shí)候,電源必須連接到放大器上。選取合適的電源電壓,請參考器件的數據手冊。當在設計的電路中使用放大器/放大器WEBENCH,選擇合適的電源電壓滿(mǎn)足設計需要。


52.程控直流電源設計工程師講解什么是單位增益頻率?

單位增益頻率(UnityGainFrequency):電壓反饋運算放大器的增益為1(0分貝)時(shí)的頻率。對于一個(gè)理想的運算放大器,和它的增益帶寬積相等。


53.程控直流電源設計工程師講解什么是放大器的截點(diǎn)?

截點(diǎn)(InterceptPoint)是基頻的輸出功率,在指定的失真項(第2階,第3階,或三階互調)等于該基頻功率值。


54.程控直流電源設計工程師講解什么是輸入偏移電流(Ios)?

輸入偏移電流(InputOffsetCurrent):兩個(gè)輸入端之間的電流差。


55.當認為運算放大器具有理想的交流特性時(shí),Bode圖(增益-頻率響應)是單極系統。什么是增益下滑率,單位是dB/decade?

在一個(gè)單極系統中,增益以20dB/decade下滑(或跌幅),即6dB/octave。這對任何一個(gè)單極響應(即:一個(gè)簡(jiǎn)單的RC濾波器或一個(gè)理想的運算放大器)都是事實(shí)。但是,由于運算放大器有更多的高頻率極點(diǎn),當頻率接近運算放大器單位增益頻率時(shí),相移將開(kāi)始增加。


56.程控直流電源設計工程師講解什么是電壓過(guò)驅動(dòng)?

電壓過(guò)驅動(dòng)(Voltageoverdrive)(或過(guò)驅動(dòng)電壓),是一定量的輸入階越電壓超過(guò)能改變比較器輸出狀態(tài)的從一個(gè)邏輯電平到相反的邏輯電平變化所需要的最小驅動(dòng)輸入電壓。


57.程控直流電源設計工程師講解什么是微分相位和微分增益呢?

“微分增益(DifferentialGain")”和“微分相位(DifferentialPhase)”(DG/DP)是視頻測量,是在廣播領(lǐng)域一個(gè)標準的測量。這些關(guān)于視頻信號有階梯視頻波形時(shí)(表示增益的變化量或相位的變化量和Vout的關(guān)系)的測量其幅度和相位都是變化的。標準測試信號使用的是,帶有穩定的色度副載波的六步單色視頻測試模式(NTSC3.579MHz/PAL4.2MHz)。由此產(chǎn)生的視頻波形類(lèi)似于一個(gè)在顏色副載波頂端的疊加了“fuzz”的階梯六步斜面(0至100%亮度)。微分階段,測試儀器建立帶色同步的參考信號的鎖相,然后與疊加了階梯“步”的副載波的相位比較,并為每一“步”顯示相位誤差。一個(gè)良好的視頻放大器引起的相位誤差小于0.1度。微分增益,測試儀器將階梯和一個(gè)已知振幅的參考相比較,并顯示結果。一個(gè)良好的放大器將有小于0.1%的增益誤差值。我們使用工業(yè)級的標準,進(jìn)行我們的測量


TektronixVM700A測試設置t.Tektronix定義DG/DP如下:差分增益:測量每種色條的峰峰值和每種色條正常值的峰峰值的偏差,除以正常值,得到正常值的百分之一。差分相位:測量每種色條的相位和每種色條正常值的相位的偏差除以彩色同步信號的副載波相位。請看OA-24更多信息和用一個(gè)標準網(wǎng)絡(luò )分析儀測量DG/DP步驟。


58.程控直流電源設計工程師講解什么是電壓反饋?

電壓反饋(VoltageFeedback)是一個(gè)用于傳統運算放大器的技術(shù),部分輸出電壓反饋到放大器的輸入,在兩個(gè)輸入間形成的電壓之差被運算放大器放大。


59.如果運算放大器的輸出停留在接近電壓軌的之一,(即輸出軌),是什么原因呢?

運算放大器有很多種方法到“軌”。困難的是使它遠離“軌”。如果輸入超過(guò)輸入電壓范圍,輸出通常接近一個(gè)電源電壓軌。理論上,如果輸出超過(guò)實(shí)際供電電壓,假如給一個(gè)更高的電源電壓,運算放大器將再次至軌輸出。如果放大器周?chē)姆答伈淮嬖?,或者反饋的極性錯了,運算放大器再次至軌輸出。同時(shí),如果正相輸入比負反相輸入高,運算放大器也至軌輸出。對于運算放大器的應用應加以分析,以確保使用的電源電壓有合適輸入電壓和增益適合,以便在正常運行中其輸入電壓在工作的額定值之內,輸出電壓也是正常的范圍內。


60.程控直流電源設計工程師講解“Avol”什么的縮寫(xiě),又是什么意思?

Avol是“開(kāi)環(huán)電壓增益(openloopvoltagegain)”的縮寫(xiě)。字母“A”是增益的符號。寫(xiě)在下方的字母“V”表示電壓的增益,相反是電流的增益。也寫(xiě)在下方的字母“ol”是開(kāi)環(huán)的縮寫(xiě)。開(kāi)環(huán)電壓增益是指沒(méi)有反饋的放大器的增益(Vout/Vin),由于偏差電壓存在,所以要補償這些誤差。


61.程控直流電源設計工程師講解什么是邏輯電壓門(mén)限(VT)?

邏輯電壓門(mén)限(LogicThresholdVoltage,VT)是指超過(guò)輸入失調電壓引起比較器輸出狀態(tài)改變的電壓。


62.程控直流電源設計工程師講解什么是輸出阻抗(Ro)?

輸出阻抗(OutputResistance):字面意思是運算放大器輸出電阻,典型的解釋是在具有零輸出電阻的理想的運算放大器輸出端串聯(lián)電阻,Rout,在直流的條件下測量的值。


63.程控直流電源設計工程師講解什么是增益平坦度?

增益平坦度(GainFlatness)是指在給定帶寬范圍內的增益“劇烈增加”和“快速下降”的數以分貝(dB)衡量。它是用運算放大器的閉環(huán)頻率響應增益平坦度來(lái)衡量。影響相位裕量、增益裕量、和足夠的閉環(huán)增益等這些最重要的參數規格。


64.程控直流電源設計工程師講解什么是偏差電流溫度系數(TCIOS)?

偏差電流溫度系數(OffsetCurrentTemperatureCoefficient,TCIOS):在指定的溫度范圍內,由于結點(diǎn)溫度的改變,偏差電流改變的平均率。


65.可以購買(mǎi)失調電壓可選的運算放大器嗎?

除非你打算支付額外費用并定購10萬(wàn)個(gè)以上。這種小批量、專(zhuān)用測試是非常昂貴的。如果你想與器件一致的偏移,首先你得篩選他們。我們的意見(jiàn)是重新設計你的電路,以減少對失調的敏感程度。這還將防患于未然,因為在以后如果有器件需要更換,可以再丟進(jìn)任何“現貨供應”器件,而不是“選擇”器件。此外這還增加/強迫了外部補償。請看AN-31,應用筆記中有四頁(yè)“運算放大器電路的連接”,有些線(xiàn)路是為各種運算放大器配置調整補償的。


66.程控直流電源設計工程師講解什么是微分增益和微分相位?

微分增益和微分相位(DifferentialGainandPhase):微分增益是指增益的輸出輸入改變,微分相位是指輸入級改變相位。這兩個(gè)參數是用于視頻廣播中,作為衡量視頻信號一致性解釋的相對變化。


67.程控直流電源設計工程師講解什么是增益帶寬積?

增益帶寬積(GainBandwidthProduct)是指某一特定輸入頻率和在這個(gè)頻率運算放大器開(kāi)環(huán)增益的算術(shù)積。(通常是指定在MHz,僅僅是電壓反饋放大器。)對于一個(gè)理想的運算放大器,對極點(diǎn)頻率后的所有頻率,這都是一個(gè)常數,但在極點(diǎn)和零點(diǎn)前這個(gè)數可能會(huì )隨著(zhù)頻率而發(fā)生變化。


68.程控直流電源設計工程師講解什么是輸入阻抗(Zin)?

輸入阻抗(InputImpedance(Zin)):輸入交流電壓和輸入交流電流的比值。


69.程控直流電源設計工程師講解什么是輸入電壓噪聲(en)?

輸入電壓噪聲(InputVoltageNoise(en)):與無(wú)噪聲放大器串聯(lián)的等效電壓噪聲。


70.程控直流電源設計工程師講解什么是輸入失調電壓(Vos)?

輸入失調電壓(InputOffsetVoltage(Vos)):由于輸入端之間直流誤差電壓的存在導致輸入級到輸出的非理想平衡。它是輸入端之間直流誤差電壓與閉環(huán)的增益的乘積。


71.程控直流電源設計工程師講解什么是增益裕量(Cm)?

增益裕量(GainMargin(Cm)):在某一頻率下當反相輸入和輸出之間的相位跨過(guò)零時(shí)的開(kāi)環(huán)增益。


72.程控直流電源設計工程師講解什么是電源電流(Is)?

電源電流(SupplyCurrent(Is)):從電源到無(wú)負載放大器,并到輸出中點(diǎn)間的電源所需要的電流。


73.程控直流電源設計工程師講解什么是建立時(shí)間?

建立時(shí)間(SettlingTime):輸入階躍函數從初始值到輸出電壓到達指定的誤差帶內之間的時(shí)間,誤差帶指的是表示占總的電壓變化的±百分比。


74.程控直流電源設計工程師講解什么是差分輸入電阻?

差分輸入電阻(DifferentialInputResistance):輸入電壓變化量和輸入電流的變化量的比率。


75.程控直流電源設計工程師講解怎么檢查一個(gè)運算放大器電路的穩定性?

檢查控制回路的穩定性,例如一個(gè)運算放大器電路,使用的脈沖負載,和有關(guān)的輸出電壓的變化。脈沖負載可能是一個(gè)脈沖或階躍變化的負載電流,運算放大器電路輸出要連接一個(gè)串聯(lián)的R-C電路(如10k/0.01μf)。電路擺動(dòng)或振動(dòng)越大,電路的穩定性就越差。這個(gè)過(guò)程往往被稱(chēng)為“砰砰”輸出。


76.當放大一個(gè)低電平直流信號時(shí),有什么好的方法使1/f噪聲最小化?

為得到高的信噪比,電路必須有充分的設計。這包括選擇最佳的放大器(a)使用的帶寬;(b)輸入信號阻抗情況。如果輸入信號源有相當高的阻抗,選擇低電壓噪聲放大器是毫無(wú)意義,該放大器具有很高的電流噪聲。要使放大器具有極低1/f噪聲,可使用lm394晶體管的對管(所述LB-52,好過(guò)大多數的集成運放。


77.如果只想讓高速運算放大器(>200MHz)工作在1MHz,是否也需要仔細的旁路其電源引腳?

絕對需要!如果不這樣旁路,它可能在信號和放大器帶寬之間的頻率引起擺動(dòng),造成了意想不到的錯誤。擺動(dòng)在11MHz時(shí)會(huì )變得無(wú)法忍受。如果你有機會(huì )使用200MHz的運算放大器,唯一的方法是給它一個(gè)完美的旁路!


78.應怎樣設計甚低頻(<1Hz)微分器,以盡量減少輸出噪聲?


傳統的微分器采用在輸入端串聯(lián)Rs-Cs,并在運算放大器附近并聯(lián)Rf-Cf。但是沒(méi)有“適合所有的”解決辦法,因此這個(gè)解決方法非常麻煩。為盡量減少噪音需要嘗試更多Rs或Cf。微分器的輸出含有噪聲的唯一原因是由于有很多的增益,并且輸入帶有噪聲。增加更多Cf或Rs會(huì )減少增益,是得不償失。奇跡并不發(fā)生...此外,僅僅微分器的輸出有噪聲,并不意味著(zhù)它是有害的。它不僅僅對有用信號放大,也對噪聲信號放大!如果你斷開(kāi)一個(gè)循環(huán),微分的輸出噪聲可能是有益的,能使環(huán)路平靜和穩定。如果微分器的輸出是噪聲相當強,并且如果這是因為輸入的噪聲太多,請嘗試分析出哪些是輸入噪聲的真正來(lái)源。


79.我在哪里可以找到TomFrederickson的一本書(shū),書(shū)名是《直覺(jué)的IC運算放大器》?

經(jīng)典版平裝書(shū),《直覺(jué)的IC運算放大器》最初發(fā)表于1984年。這本書(shū)從應用的角度、常識觀(guān)點(diǎn),描述了運算放大器如何工作,以及如何使用他們。目前它已絕版。但是,你也許能夠在大學(xué)圖書(shū)館或瀏覽互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)找到它。


80.程控直流電源設計工程師講解運算放大器輸入電容典型值是多少?

輸入電容典型值大約是2-3pf。大約電容的一半在芯片里,另一半在封裝里。


81.程控直流電源設計工程師講解運算放大器是振蕩的,我應該如何處理?

振蕩的頻率是一個(gè)非常重要線(xiàn)索。頻率在運算放大器GBW的附近或高于GBW時(shí),一般在輸出級出現不穩定性,通常是由輸出上的容性負載引起的,或電源旁路不好。也可嘗試增加一個(gè)0.1uF的陶瓷旁路電容到電源上。如果這個(gè)頻率在電路工作頻率的范圍之內(低于GBW并接近GBWP),并且整個(gè)電路有一個(gè)相當高的增益,它可能是輸入-輸出藕合引起的反饋。嘗試隔離輸入部分和輸出部分,分別移走輸入和輸出元器件。如果這個(gè)頻率低于10Hz(一般稱(chēng)為“低頻寄生振蕩”),并且輸出驅動(dòng)的是大負載,通常是電源電流不夠,電源旁路不好,或缺少“星型地”布局。這個(gè)經(jīng)常發(fā)生在音頻功率放大器上。增加更大的電源旁路電容,確保負載地是直接返回到電源的地。振蕩的主要起因是地層技術(shù)的不完善,輸入到輸出隔離不完善,和/或者電源旁路不完善。


82.程控直流電源設計工程師講解BiCMOS工藝有什么優(yōu)點(diǎn)?

BiCMOS工藝提供了IC設計人員,在速度或電壓噪聲電平問(wèn)題上,使用雙極晶體管,而在高阻抗電平或大量混合信號內容是必要時(shí),允許使用CMOS晶體管。VIP50MOS晶體管用于模擬級的匹配和噪聲性能是被優(yōu)化的。


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