运算放大器指标

Mcu_001

? 输入失调电压(Offset Voltage，VOS). P' G1 B$ w# b
' z& ~3 Y' g9 w. z+ d( \# [" ]4 |% l& l" K3 p+ F! q
( ?# u" f3 G/ Q# f' A1 G
9 I- v* t: ]" z0 Z6 d$ r  \定义：在运放开环使用时， 加载在两个输入端之间的直流电压使得放大器直流输出电压为 0。  v- w1 u, E$ c5 c0 g# W' k
优劣范围：1?V 以下，属于极优秀的。100?V 以下的属于较好的。最大的有几十mV。
& c& ]* p; T' y8 r& c对策：1、选择 VOS远小于被测直流量的放大器，2、过运放的调零措施消除这个影响3、如果你仅关心被测信号中的交变成分，你可以在输入端和输出端增加交流耦合电路，将其消除。# q' ^4 p8 H8 e4 Y1 c

( J/ G9 D/ B7 z, t
: Y9 X8 o  N+ ^* T  E; \如果 IB1=IB2，那么选择 R1=R2//RF，可以使电流形成的失调电压会消失。但实际中IB1=IB2很难满足
? 失调电压漂移(Offset Voltage Drift)
5 c. q5 i8 h7 Q定义：当温度变化(?V/°C)、时间持续(?V/MO)、供电电压(?V/V)等自变量变化时， 输入失调电压会发生变化。
* Q$ I8 P" H! K+ J. ?  c% X& c: ^后果：很严重。因为它不能被调零端调零，即便调零完成，它还会带来新的失调。; }! n7 `8 a: v5 `7 K: k5 G8 e3 n
1 A$ [5 l! w2 E) V- h6 X  |5 \# J: d% I, T对策：第一， 就是选择高稳定性，也就是上述漂移系数较小的运放。第二，有些运放具有自归零技术，它能不断地测量失调并在处理信号过程中把当前失调电压减掉。
? 输入偏置电流(Input bias current， IB)
* N2 }" X& f: n# ]; C8 ~8 K! M' _9 j定义：当输出维持在规定的电平时，两个输入端流进电流的平均值。Ib=(Ib1+Ib2)/2优劣范围：60fA~100?A。' N+ e- N% X4 L8 t* z7 @
后果：第一，当用放大器接成跨阻放大测量外部微小电流时，过大的输入偏置电流会分掉被测电流，使测量失准。第二，当放大器输入端通过一个电阻接地时，这个电流将在电阻上产生不期望的输入电压。7 U3 m* _6 k, u
对策：为避免输入偏置电流对放大电路的影响，最主要的措施是选择 IB较小的放大器。
  _5 z  M5 _& S- v" {: ^7 m' M? 输入失调电流(Input offset current， IOS)
定义：当输出维持在规定的电平时，两个输入端流进电流的差值。
. u$ e& q! C* I/ D优劣范围：20fA~100?A。Ib=Ib1-Ib2
后果：失调电流的存在，说明两个输入端客观存在的电流有差异，无法用外部电阻实现匹配抵消偏置电流的影响。6 J$ O, }1 m. J+ L: [
? 噪声指标(Noise)) ~1 y3 B, W8 Q% a0 i  o, Q* g
9 M7 d2 @. m5 A7 S( {2 x& z运放常见的噪声根源有两类，一类为 1/f 噪声，其电能力密度曲线随着频率的上升而下降; 一类为白噪声，或者叫平坦噪声，其电能力密度曲线是一条直线，与频率无关。
如何根据datasheet估算运放的噪声?2 |* O! j( U: [) A7 F* q
( ~/ r( P( \, N2 q' i如何计算电阻的噪声??
噪声的有效值和峰峰值关系：噪声峰峰值为噪声有效值的 6.6 倍。
? 输入电压范围(Input Voltage Range)
定义：保证运算放大器正常工作的最大输入电压范围。也称为共模输入电压范围。当运放最大输入电压范围与电源范围比较接近时，比如相差 0.1V 甚至相等、超过，都可以叫“输入轨至轨”，表示为 Rail-to-rail input，或 RRI。6 `8 U' A4 g: u$ J8 D% Y& @6 J
理解：运放的两个输入端，任何一个的输入电压超过此范围，都将引起运放的失效。注意，超出此范围并不代表运放会被烧毁，但绝对参数中出现的此值是坚决不能超过的。8 J3 h( E. I" G: m9 `  ]! x
? 输出电压范围(VOH/VOL 或者 Swing from rail)
- e6 z; m& O. Y: q! L# g6 P定义：在给定电源电压和负载情况下，输出能够达到的最大电压范围。当运放的输出范围已经接近于电源电压范围时，就自称“输出轨至轨”，表示为 Rail-to-rail output，或 RRO。6 t- i4 s3 a& k8 M( Y, b" i
4 y9 U0 J3 S; I; E6 Z' u理解：在没有额外的储能元件情况下，运放的输出电压不可能超过电源电压范围，随着负载的加重，输出最大值与电源电压的差异会越大。% G6 z8 U4 ^7 g
' R  S, y) u7 p+ {" T" b& [/ E? 输出电压范围，或者输出至轨电压有如下特点：
* a; B2 C: ^7 R1) 正至轨电压与负至轨电压的绝对值可能不一致，但一般情况下数量级相同;2) 至轨电压与负载密切相关，负载越重(阻抗小) 至轨电压越大;3) 至轨电压与信号频率相关，频率越高，至轨电压越大，甚至会突然大幅度下降;4) 至轨电压在 20mV 以内，属于非常优秀。5) RRIO(输入输出均轨至轨)
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