差動(dòng)輸入鉗位—它們影響您的運算放大器電路嗎?

發(fā)布時(shí)間:2015-11-27 11:02    發(fā)布者:designapp
關(guān)鍵詞: 運算放大器 , 差動(dòng)輸入
  之前,我們討論了運算放大器用作比較器時(shí),內部差動(dòng)輸入鉗位二極管運算放大器的影響。我提出了一個(gè)問(wèn)題——這些鉗位會(huì )影響運算放大器電路嗎?
  運算放大器在兩個(gè)輸入端之間的電壓應大約為零,那么,在標準運算放大器電路中這些二極管絕不會(huì )正向偏置……又或者,它們會(huì )正向偏置? 稍微提醒一下,我們正在討論的是一些可能出現某些運算放大器中的差動(dòng)鉗位二極管,請參見(jiàn)圖 1。
  


  通常在基本非反相放大器配置結構(包括一種簡(jiǎn)單的 G=1 緩沖器放大器)中,可以看到運算放大器電路的影響。下面來(lái)看一下一個(gè)正向輸入步進(jìn)。輸出無(wú)法立即跟隨浪涌輸入電壓變化。如果輸入步進(jìn)大于 0.7V,則 D1 導電,從而影響非反相輸入。當運算放大器正轉向至其新的輸出電壓時(shí),運算放大器輸入端的電流會(huì )突然增加至某個(gè)更高的尖峰值,參見(jiàn)圖 2。最終,當輸出“趕上”輸入時(shí),一切又變好了。
  


  許多應用本身就是處理慢或者帶限信號的,其遠低于運算放大器的轉換速率,因此肯定不會(huì )出現這種情況。在其他一些應用中,即使輸入電壓快速變化,輸入端電流瞬態(tài)也不會(huì )對電路運行產(chǎn)生不利影響。但在一些特殊情況下,輸入電流脈沖會(huì )導致許多問(wèn)題。一種值得注意的情況是多路復用數據采集系統。下圖顯示了這種系統的一個(gè)簡(jiǎn)化案例,其只有兩條輸入通道。
  


  本例中,多路復用器在通道 1 和通道 2 之間切換,因此要求 U1 的輸出能夠快速地從 -5V 轉換至 +5V。D1 正向偏置和由此產(chǎn)生的輸入電流瞬態(tài)通過(guò)多路復用器開(kāi)關(guān),從而釋放 C2 的電壓。R/C 輸入濾波器通常用于在通道切換期間保持穩定的電壓,但是電流脈沖部分對 C2 放電,F在,C2 需要更多時(shí)間來(lái)重新充電至正確的輸入電壓,從而降低了復用速率,也即降低了精確度。 解決方法是為 U1 選擇使用一種沒(méi)有差動(dòng)鉗位的運算放大器。如 OPA140 等FET 輸入放大器,均擁有低輸入偏置電流(以便減少 MUX 串聯(lián)電阻的負擔),并且沒(méi)有差動(dòng)輸入鉗位,極為適合多路復用輸入。OPA827 在大多數應用中都表現優(yōu)異—FET 輸入、非常低的噪聲、高速且穩定快速。但是,它有一些差動(dòng)輸入鉗位,因此 OPA827 或許并非運算放大器多路復用器的最佳選擇。之前的博文重點(diǎn)討論了差動(dòng)鉗位,介紹了使用各種運算放大器類(lèi)型的一般原則。詳情請參閱《運算放大器用作比較器》。 我并不想讓讀者產(chǎn)生這樣的印象:差動(dòng)輸入鉗位運算放大器有風(fēng)險,應該避免使用,但事實(shí)并不是這樣的。少數情況下,它們會(huì )影響您的電路。但如果知道這一點(diǎn),您就不會(huì )做出盲目的選擇。您發(fā)現差動(dòng)輸入鉗位在其他方面影響到您的電路嗎?
                               
                                                               
                               
               
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