ADI:一种直接丈量运算放大器输入差分电容的办法

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简介

输入电容或许会成为高阻抗和高频运算放大器(op amp)运用的一个首要标准。值得注意的是，当光电二极管的结电容较小时，运算放大器的输入电容会成为噪声和带宽问题的主导要素。运算放大器的输入电容和反应电阻在放大器的呼应中发生一个极点，然后影响稳定性并添加较高频率下的噪声增益。因而，稳定性和相位裕量或许会下降，输出噪声或许会添加。实际上，曾经的一些 C_DM （差模电容）丈量技能根据的是高阻抗反相电路、稳定性剖析以及噪声剖析。这些办法或许会十分繁琐。

在比如运算放大器之类的反应放大器中，总有用输入电容由 C_DM与负输入共模电容（或对地的 C_CM––）并联组成。 C_DM 难以丈量的原因之一是运算放大器的首要任务是防止两个输入不相关。与丈量 C_DM 的难度比较，直接丈量对地的正输入共模电容 C_CM+相对简略一些。在运算放大器的同相引脚上放置一个较大的串联电阻并施加正弦波或噪声源，就能够运用网络剖析仪或频谱剖析仪来丈量由运算放大器输入电容而发生的-3 dB的频率呼应。假定 C_CM+ and C_CM–相同，特别是关于电压反应放大器。可是，这些年来，丈量C_DM变得日益困难；运算放大器的固有特性会迫使其输入持平，然后自举 C_DM, 因而所运用的各种不同的技能都无法令人满意。当输入被强制分隔并进行电流丈量时，输出将企图进行对立。检测 C_DM的传统办法是间接丈量，该办法依赖于相位裕度的下降，且因并联运用 C_CM– 等其他电容而变得更杂乱。

咱们期望待测运算放大器能够像客户平常的用法相同，在闭环条件下正常运转并履行功用。主张的一种可行办法是别离输入并进行输出削波，可是这或许会使内部电路无法作业（取决于运算放大器拓扑），因而实测电容或许无法反映实际作业电容。在这种办法中，不会对输入进行过度别离，以防止输入级的非线性以及过多的输出摆幅或削波。本文将介绍一种简略直接的 C_DM丈量办法。

丈量C_DM的新办法

作者决议只运用增益为1的缓冲电路，并运用电流源鼓励输出和反相输入。输出和反相输入将仅在运算放大器答应的范围内变化。在低频下，输出的变化很小，因而经过 C_DM的电流会很小。而在过高频率下，测验或许会无效，何况成果也没用。但在中频下，运算放大器的增益带宽会下降，但不至于太低，输出变化仍可供给满足大的电压鼓励和可丈量的经过 C_DM的电流。

LTspice^®的本底噪声几乎不受限制，因而能够进行简略的测验仿真，如图1所示。当发现该技能在LTspice中适当精确有用后，接下来的问题便是“我可否在实际国际中取得满足的SNR以进行杰出的丈量？”