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差动输入钳位对运算放大器的影响

作者:时间:2019-08-20来源:网络收藏

在两个输入端之间的电压应大约为零,那么,在标准电路中这些二极管绝不会正向偏置……又或者,它们会正向偏置?

本文引用地址:http://www.jamestownonline.com/article/201908/403923.htm

稍微提醒一下,我们正在讨论的是一些可能出现某些中的,请参见图1。

图1

通常在基本非反相放大器配置结构(包括一种简单的 G=1 缓冲器放大器)中,可以看到运算放大器电路的影响。

下面来看一下一个正向输入步进。输出无法立即跟随浪涌输入电压变化。如果输入步进大于 0.7V,则 D1 导电,从而影响非反相输入。当运算放大器正转向至其新的输出电压时,运算放大器输入端的电流会突然增加至某个更高的尖峰值,参见图 2。最终,当输出“赶上”输入时,一切又变好了。

图2

许多应用本身就是处理慢或者带限信号的,其远低于运算放大器的转换速率,因此肯定不会出现这种情况。

在其他一些应用中,即使输入电压快速变化,输入端电流瞬态也不会对电路运行产生不利影响。但在一些特殊情况下,输入电流脉冲会导致许多问题。一种值得注意的情况是多路复用数据采集系统。

图3显示了这种系统的一个简化案例,其只有两条输入通道。

图3

本例中,多路复用器在通道 1 和通道 2 之间切换,因此要求 U1 的输出能够快速地从 -5V 转换至 +5V。D1 正向偏置和由此产生的输入电流瞬态通过多路复用器开关,从而释放 C2 的电压。R/C 输入滤波器通常用于在通道切换期间保持稳定的电压,但是电流脉冲部分对 C2 放电。现在,C2 需要更多时间来重新充电至正确的输入电压,从而降低了复用速率,也即降低了精确度。

解决方法是为 U1 选择使用一种没有差动钳位的运算放大器。如 OPA140 等FET 输入放大器,均拥有低输入偏置电流(以便减少 MUX 串联电阻的负担),并且没有差动输入钳位,极为适合多路复用输入。OPA827 在大多数应用中都表现优异—FET 输入、非常低的噪声、高速且稳定快速。但是,它有一些差动输入钳位,因此 OPA827 或许并非运算放大器多路复用器的最佳选择。

结语

我并不想让读者产生这样的印象:差动输入钳位运算放大器有风险,应该避免使用,但事实并不是这样的。少数情况下,它们会影响您的电路。但如果知道这一点,您就不会做出盲目的选择。



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