广告

您的位置 首页 解答

ADI:对增益大于等于10时保持稳定的放大器进行补偿以在较低增益下作业

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 本文说明如何补偿一个增益为9倍以上时通常保持稳

文章转自ADI官网,版权归属原作者一切

本文阐明怎么补偿一个增益为9倍以上时一般保持安稳的放大器(如 ADA4895-2,以使其在增益低至2时作业,供给比等效内部补偿放大器更高的压摆率和更快的树立时刻。本文将提出两种办法并杰出每种电路的优缺点。

ADA4895-2与ADA4896-2, ADA4897-1, 和 ADA4897-2同属一个系列,是一款双通道、低噪声、高速、电压反应、轨到轨输出型放大器。它在增益为10时可保持安稳,增益带宽积为1.5 GHz,压摆率为940 V/µs,0.1%树立时刻为26 ns,10 Hz时1/f噪声为2 nV/√Hz,宽带噪声为1 nV/√Hz,2 MHz时无杂散动态规模为−72 dBc。这款器材选用3 V至10 V电源供电,每个放大器的静态功耗为3 µA。

Figure 1
图1. 办法1:补偿ADA4895-2完成增益为+2时保持安稳

办法1如图1所示,在反相输入端添加一个简略的RC电路(RC = 28 Ω 且 CC = 56 pF) ,且反应电阻并联一个反应电容(CF = 5 pF)。该电路在高频时的噪声增益为+9,在谐振频率(1/2πRCCC = 100 MHz)以下的频率时噪声增益为+2。尽管高频时的噪声增益挨近+9,但只需由RO 和 CL构成的低通滤波器能够隔绝高频成分,总输出噪声就能保持在低水平。这种情况下,放大器能够在增益为+2时作业,而总输出噪声则十分低(3.9 nV/√Hz)。

能够扩展这种装备以支撑+2到+9之间的任何增益。表1显现了各种增益设置的元件值和总宽带输出噪声

表1. 用于增益低于+10的元件值, RT = RO = 49.9 Ω.

增益RC (Ω)CC (pF)RG (Ω)RF (Ω)CL (pF) 总输出噪声1 (nV/√Hz)
+228.6562002003303.88
+333.3561002002705.24
+4405666.72002006.60
+55056502001507.96
+666.740402001509.32
+71133037.522612010.82
+82252032.122612012.18
+9N/AN/A31.124910013.67
1完好的总噪声公式见下文。
Figure 2
图2. 办法2:补偿ADA4895-2完成增益为+2时保持安稳

办法2如图2所示,在反相输入端与同相输入端之间添加一个电阻(R1 = 28 Ω) ,将放大器的噪声增益进步到+9。R1上无电压,因而无电流经过其间。因而,R1 与同相输入端并联所得的输入阻抗依然十分高。输入至输出信号增益等于1 + RF/RG,本例中即为+2。补偿电路未运用电容,因而不存在频率依赖性。这意味着,与榜首种办法比较,低频时的宽带输出噪声一直较高。

能够扩展这种装备以支撑+2到+9之间的任何增益。表2显现了各种增益设置的元件值和总宽带输出噪声。

表2. 用于增益低于+10的元件值, RT = RO = 49.9 Ω, CL = 120 pF.

增益R1 (Ω)RG (Ω)RF (Ω)总输出噪声1 (nV/√Hz)
+228.620020013.39
+333.310020013.39
+44066.520013.39
+549.949.920013.39
+666.54020013.39
+711337.422613.53
+822532.422613.53
+9N/A30.924913.67
1完好的总噪声公式见下文。

图3显现了图1和图2所示电路的小信号和大信号频率响应,选用50 Ω分析仪,G = +5 V/V或14 dB。如图所示,两个电路均十分安稳,峰化略高于1 dB。只需运用表1和表2中的值,增益规模在+2至+9时均可保持安稳。

为下降总输出噪声,能够调整输出端的低通RC滤波器以将此电路的带宽降至50 MHz或更低,详细取决于使用。

Figure 3
图3. G = +5时的频率响应

为什么办法1中的输出噪声优于办法2中的输出噪声?

办法1中的输出噪声远低于办法2,尤其是在增益低于+7时,这是由于办法1中的噪声增益仅在高频时较高。高频时,能够使用低通滤波器来消除高频噪声成分。但在办法2中,放大器一直在噪声增益为+9时作业,即便在低频时亦如此。因而,总输出噪声不随增益而改变,如表2所示。下面是这两种办法对应的公式(留意:RE = RG//R1).

办法1的公式:总输出噪声=

Equation 1

办法2的公式:总输出噪声 =

Equation 2

每种办法的优缺点

咱们给出了两种不同的办法,阐明怎么使用若干外部元件来使高增益安稳型放大器能在低增益下安稳地作业。与办法2比较,办法1选用了更多的无源元件,因而可能会占用更多的电路板空间,本钱更高。作为报答,榜首种电路的总输出噪声低于第二种电路。因而,挑选何种电路取决于详细使用及其要求的标准。

如图4所示,与增益大于等于+1时保持安稳的内部补偿放大器ADA4897-2比较,去补偿的ADA4895-2供给更高的压摆率(300 V/µs对100 V/µs)和更快的树立时刻。跟着电路增益进步,这些优势还会扩展。

Figure 4
图4. G = +2时比照补偿与去补偿放大器

定论

ADA4895-2去补偿放大器在增益大于9时保持安稳,能够经过补偿来完成低增益作业。本文提出的两种办法经过进步复杂度来下降总宽带噪声。与增益大于等于+1时保持安稳的内部补偿放大器ADA4897-2比较,两种办法均能供给更高的压摆率和更快的树立时刻。

I invite you to comment on amplifier compensation in the Analog Dialogue Community on EngineerZone.

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/changshang/jieda/44372.html

广告

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部