《電子技術(shù)應(yīng)用》
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模拟电路设计连载(二)OP增幅器(下)
转自:52RD.com
摘要: 由于OP增幅器的主要功能是维持dynamic range的稳定,因此接着要以反增幅电路与非反增幅电路两个基本电路为例,同时透过实验手法介绍有关供给OP增幅器最适切的电源供给方法、单电源的使用方法、电源line的处置,以及对低阻抗负载的处置方法等等。
關(guān)鍵詞: 信号调理 OP增幅器
Abstract:
Key words :

         由于OP增幅器的主要功能是維持dynamic range的穩(wěn)定,因此接著要以反增幅電路與非反增幅電路兩個(gè)基本電路為例,同時(shí)透過(guò)實(shí)驗(yàn)手法介紹有關(guān)供給OP增幅器最適切的電源供給方法、單電源的使用方法、電源line的處置,以及對(duì)低阻抗負(fù)載的處置方法等等。

信號(hào)增幅時(shí)OP增幅器的動(dòng)作特性

兩輸入端子之間的電壓差恆時(shí)為0伏特

       可對(duì)OP增幅器施加負(fù)歸返的基本增幅電路可分為輸入信號(hào)反轉(zhuǎn),以逆相位輸出的「反轉(zhuǎn)增幅電路」(圖14),以及輸入信號(hào)未反轉(zhuǎn)以同相位輸出的「非反轉(zhuǎn)增幅電路」 (圖15)兩種。如圖14與圖15所示,施加負(fù)歸返的OP增幅器輸入端子之間的電壓差恆時(shí)為0伏,該狀態(tài)稱為「virtual shoot」或是假想短路。

      假設(shè)圖14的OP增幅器為理想性,由于Gain A為無(wú)限大,所以兩輸入端子之間的電壓差,依照下式計(jì)算結(jié)果為0伏特。

        即使R1與R2的阻抗相同,不過(guò)反轉(zhuǎn)增幅電路的GainGI 與非反轉(zhuǎn)增幅電路的GainGN卻相異,主要原因是反轉(zhuǎn)增幅電路的輸入電壓被分壓成R2/(R1+R2),再施加于增幅器所致,亦即GI與GN 的關(guān)系可用下式表示:

 

圖14 反轉(zhuǎn)增幅電路的增幅動(dòng)作機(jī)制

 

圖15 非反轉(zhuǎn)增幅電路的增幅動(dòng)作機(jī)制

virtual shoot的應(yīng)用實(shí)例

         設(shè)計(jì)人員若能巧妙利用virtual shoot的思考模式,即使是OP增幅器電路的Gain亦可輕易求得,以圖14、圖15為例,類似V1=0 或是V1=v1 的場(chǎng)合,都可以利用virtual shoot計(jì)算Gain。也就是說(shuō)反轉(zhuǎn)增幅電路的輸出入之間的GainGI,可用virtual shoot的概念求得:

                             GI=-R2/R1

         非反轉(zhuǎn)增幅電路的輸出入之間的GainGN,亦可用virtual shoot的概念求得:

                                GN=(R2/R1)+1

        圖14與圖15的「槓桿」圖示為virtual shoot的基本概念,設(shè)計(jì)者若能熟諳virtual shoot的動(dòng)作原理,就可輕易求得復(fù)雜電路的Gain。由于不論是何種增幅器基本上信號(hào)都是從輸出端反轉(zhuǎn)歸返至輸入端,因此對(duì)輸出電壓的比為R1/(R1+R2) ,該比率又稱為歸返率,一般是用β表示。值得注意的是反轉(zhuǎn)增幅電路的輸入信號(hào)被分壓成R2/(R1+R2),再施加于OP增幅器的反轉(zhuǎn)輸入端子,由于上述分壓的影響,即使相同的歸返率β,反轉(zhuǎn)增幅電路的GainGI比非反轉(zhuǎn)增幅電路小一位數(shù),進(jìn)而造成「槓桿」的支點(diǎn)不是輸入電壓而是0伏特。

利用實(shí)驗(yàn)觀察virtual shoot

          圖16是-1 Gain的反轉(zhuǎn)增幅電路,利用該電路觀察施加負(fù)歸返時(shí),OP增幅器的輸入端子是否維持virtual shoot狀態(tài)。圖中的R3(1KΩ)保護(hù)用電阻可有效防止示波器的探針(probe)影響OP增幅器的動(dòng)作,主要原因Gain雖然為-1,不過(guò)它是信號(hào)施加于R1的值,相較于直接施加于反轉(zhuǎn)輸入端子的噪訊,則可作無(wú)限大(裸Gain倍)的增幅,所以必需設(shè)置保護(hù)用電阻,以防止示波器探針產(chǎn)生的噪訊直接流入電路內(nèi),值得注意的是如果未事先作其它安排或考量,原則上必需用精度為±0.5%的多功能數(shù)位電錶,挑選誤差值低于±1%的金屬膜電阻;容量介于1000~1μF時(shí)必需使用polyester film type的電容,容量低于1000~1μF時(shí)可選用陶瓷電容;容量超過(guò)1000~1μF時(shí)則需改用鋁質(zhì)電解電容。

          由照片2可知,施加歸返時(shí)v1=0 伏特,這意味著OP增幅器的輸入端子是以virtual shoot狀態(tài)作增幅動(dòng)作。當(dāng)R2呈開(kāi)放狀未施加歸返時(shí),由于保護(hù)二極體的作用,使得且未產(chǎn)生virtual shoot效應(yīng)。

 

圖16 觀察virtual shoot的實(shí)驗(yàn)電路 

照片2 有無(wú)歸返與virtual shoot的波形特性(0.2ms/div)

輸入/輸出的dynamic range

          如上所述所謂的dynamic range是指OP增幅器未飽和,正常動(dòng)作時(shí)的輸出、入電壓范圍。一般而言dynamic range越大,電源電壓的有效利用率越高,例如處理同等級(jí)的信號(hào)時(shí),就不需刻意提高電源電壓也獲得省能源效應(yīng)。尤其是可攜式消費(fèi)性電子產(chǎn)品要求低電壓低耗電量的場(chǎng)合,高效率的電源電壓始終是備受重視的焦點(diǎn)。在OP增幅器基礎(chǔ)講座上集中,曾經(jīng)介紹rail to rail OP增幅器,所謂的rail事實(shí)上是指電源電壓而言,上述的rail to rail OP增幅器即使是正負(fù)電源電壓,亦可獲得輸出入dynamic range。尤其是OP增幅器ground電位,若是設(shè)于Vcc~VEE正負(fù)電源電壓的中點(diǎn)(亦即動(dòng)作點(diǎn))時(shí),就可獲得極寬廣的dynamic range。有鑑于此設(shè)計(jì)人員通常會(huì)在不減損輸出dynamic range的前提下,使輸入dynamic range大于輸出dynamic range。

?有關(guān)資料表單列示的OP增幅器的dynamic range
接著要檢討有關(guān)資料表單(data sheet)記載的OP增幅器dynamic range的實(shí)用性。假設(shè)MJM2904的資料表單列示的規(guī)格如下:

?輸入電壓范圍:OV~Vcc-1.5V。

?輸出電壓范圍:OV~Vcc-1.5v 。

         由于該IC可輸出、入0伏特的信號(hào),這意味著該IC可作單電源動(dòng)作。此外由于動(dòng)作條件為+5V,所以MJM072B與MJM4580的動(dòng)作條件也是±15V。如果兩電源也設(shè)成以直流動(dòng)作點(diǎn)(亦即 Vcc/2)作單電源動(dòng)作,如此一來(lái)單電源也可作兩電源動(dòng)作。值得注意的是雖然單電源用OP增幅器的符號(hào)中,標(biāo)示有g(shù)round端子,然而實(shí)際上該端子卻是指 端子而不是ground端子。

利用實(shí)驗(yàn)觀察OP增幅器的dynamic range

泛用型OP增幅器的dynamic range

          如圖17所示利用兩個(gè)增幅電路檢測(cè)輸出、入dynamic range,OP增幅器為NJM4580。圖17(a)為反轉(zhuǎn)增幅電路,它的輸出入dynamic range則被分開(kāi)各別量測(cè);圖17(b)為非反轉(zhuǎn)增幅電路,Gain祇有一個(gè),所以可以量測(cè)大信號(hào)輸入時(shí)的輸出入dynamic range。實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的OP增幅器的輸出與輸入dynamic range不同,如果輸出dynamic range比Gain大一位數(shù),就可量測(cè)輸出振幅飽和時(shí)的狀態(tài)。圖18為輸入dynamic range,它可利用圖17(a)的反轉(zhuǎn)增幅電路,以獨(dú)立可變方式量測(cè) 與 。由于在反轉(zhuǎn)增幅電路中,輸入端子的電壓會(huì)變成ground電壓,所以反轉(zhuǎn)增幅電路正常動(dòng)作范圍就成為輸入dynamic range,不過(guò)必需注意的是它是輸入不飽和out put大信號(hào)時(shí)的量測(cè)的結(jié)果,而且Vcc與VEE 之間的電壓為30V,量測(cè)時(shí)則不斷改變動(dòng)作點(diǎn)。 

圖17 OP增幅器的輸出入dynamic range檢測(cè)電路 

圖18 檢測(cè)輸入dynamic range時(shí)的輸出入關(guān)系
           照片3(a)是上述圖17電路的輸出入波形量測(cè)結(jié)果,量測(cè)時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)被設(shè)為VEE+5V,接著再輸入8VP-P三角波,V01則呈飽和狀態(tài)。當(dāng)負(fù)端呈現(xiàn)飽和狀時(shí)如果再增加輸入振幅,V02 的極性會(huì)反轉(zhuǎn)同時(shí)輸出最大電壓。
 

照片3 OP增幅器的輸出入dynamic range測(cè)試結(jié)果(0.2ms/div)

單電源用OP增幅器可將信號(hào)輸入至VEE

          由照片3(a)V02的波形可知,輸入信號(hào)的電位為VEE+1V 時(shí),它的極性會(huì)反轉(zhuǎn),雖然out put允許因過(guò)大輸入造成的飽和,不過(guò)大部份的情況卻不允許極性反轉(zhuǎn)。

          照片3(b)的NJM072B與照片3(a)的NJM4580結(jié)果幾乎相同。

          祇有照片3(c)NJM2904的輸入值超過(guò)VEE,且在VEE-0.5V 時(shí)發(fā)生極性反轉(zhuǎn)。照片3(c)的輸入信號(hào)level被設(shè)成1.2Vp-p,主要目的是防止IC內(nèi)部的寄生二極體導(dǎo)通。此外V01的波形是在dynamic range正常范圍內(nèi),這意味著NJM2904的輸入dynamic range已經(jīng)延伸至VEE。

          照片3(d)使用NJM072B,而且將ground電位設(shè)成VEE+30V=Vcc。V01在輸出dynamic range范圍內(nèi)呈現(xiàn)正常波形,事實(shí)上這也是意味著NJM072B 的輸入dynamic range已經(jīng)延伸至Vcc。

         根據(jù)以上的檢討結(jié)果可知,雖然兩單電源用OP增幅器的輸入信號(hào)到達(dá)VEE之前輸出會(huì)反轉(zhuǎn)。不過(guò)對(duì)單電源用OP增幅器而言,即使到達(dá)VEE仍能維持正常動(dòng)作。需注意的是即使是單電源用OP增幅器,如果超越VEE0.5V亦即VEE-0.5V 時(shí),輸出的極性就會(huì)反轉(zhuǎn)。依照資料表單(data sheet)記載顯示,NJM2904的輸出電壓范圍為VEE~Vcc-0.5V,乍看之下似乎與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同,不過(guò)實(shí)際上資料表單記載的數(shù)據(jù),是與輸出端子作VEE負(fù)載連接的結(jié)果,而上述實(shí)驗(yàn)則是將負(fù)載與電源的中點(diǎn)連接。

OP增幅器的dynamic range取決于輸出

          圖19是圖17(a)電路NJM4580、NJM072B、NJM2904輸出、入dynamic range量測(cè)結(jié)果。由圖可知泛用型OP增幅器dynamic range的輸入比輸出更寬廣,Gain 1非反轉(zhuǎn)增幅電路(voltage follower)的輸出入dynamic range,是由輸出dynamic range決定。此外若將ground電位設(shè)于VEE~Vcc 的中點(diǎn)時(shí),就可獲得寬廣的dynamic range。輸入的dynamic range若比輸出dynamic range更寬廣時(shí),就可積極的作各種應(yīng)用。假設(shè)輸入dynamic range為Vcc(15V),輸出dynamic range為Vcc-2V(13V) ,此時(shí)若欲使輸入信號(hào)接近Vcc振幅,同時(shí)無(wú)偏異的將該值輸出時(shí),必需依照?qǐng)D20所示進(jìn)行2V的level shift。 

圖19 泛用型OP增幅器的輸出入dynamic range量測(cè)結(jié)果 

圖20輸入dynamic range的應(yīng)用

動(dòng)作點(diǎn)設(shè)于正、負(fù)電源的中點(diǎn)

       接著要探討利用單電源驅(qū)動(dòng)雙電源OP增幅器與單電源OP增幅器的方法。首先將OP增幅器的V+端子連接至Vcc(12V) ,V- 端子連接至ground 。如上所述雙電源的場(chǎng)合必需刻意設(shè)定成其它電位,而動(dòng)作點(diǎn)則分別被設(shè)于正電源(+15V) 與負(fù)電源(-15V)的中點(diǎn)亦即ground 上,相較之下單電源的場(chǎng)合就需自行設(shè)定動(dòng)作點(diǎn)。如圖21所示Gain 10的OP增幅器的動(dòng)作點(diǎn)被設(shè)成6V,Vcc(12V)被兩個(gè)10kΩ(R7,R8)電阻分壓,由于祇供給非反轉(zhuǎn)端子,所以輸出呈無(wú)信號(hào)狀態(tài)6V電位,輸出信號(hào)則以6V為中心作振盪。整體而言O(shè)P增幅器的動(dòng)作點(diǎn)設(shè)定比Transistor簡(jiǎn)單,而且施加于非反轉(zhuǎn)輸入端子的電流則被設(shè)成直流電壓。至于動(dòng)作點(diǎn)設(shè)成正/負(fù)電源的中點(diǎn)亦即6V,主要原因是如此一來(lái)dynamic range可變得更加寬廣。C5是為了將動(dòng)作點(diǎn)移至0V,特別追加設(shè)置的電容(condenser),簡(jiǎn)稱為coupling condenser,由于電容無(wú)法導(dǎo)通直流電,因此C5的輸入端的動(dòng)作點(diǎn)為6V,輸出端就變成0V。如圖21所示兩個(gè)增幅電路輸入振幅為1.2Vp-p的三角波,藉此方式觀察輸出信號(hào),其結(jié)果如照片4所示。此處使用的OP增幅器為兩電源用的NJM4580,輸出dynamic range恆時(shí)維持+2V~+11V。對(duì)NJM4580而言若將動(dòng)作點(diǎn)設(shè)為6.5V時(shí),反而比較容易整合dynamic range。相較之下其它OP增幅器,例如NJM072B的動(dòng)作點(diǎn)最好設(shè)成6.6V,NJM2904的動(dòng)作點(diǎn)則為5.6V。

         如果是單電源驅(qū)動(dòng)OP增幅器的場(chǎng)合,祇需將動(dòng)作點(diǎn)設(shè)成VCC/2,就可獲得最佳dynamic range,不過(guò)需注意的是OP增幅器內(nèi)部的動(dòng)作點(diǎn),具備外部性ground與直流性電位差,所以必在需OP增幅器的輸出、入部位設(shè)置直流cut用電容。電源為+12V單電源,輸入為0~+10.5V,輸出為0~+10.5V的場(chǎng)合,NJM2904就不需追加設(shè)置coupling condenser。 

圖21 單電源動(dòng)作的OP增幅器的增幅電路 

照片4 單電源動(dòng)作的NJM2904的輸入信號(hào)(0.2ms/div)

 OP增幅器的電源

兩電源驅(qū)動(dòng)時(shí)的電源投入順序

        利用雙電源驅(qū)動(dòng)OP增幅器時(shí),正電源與負(fù)電源何者先投入往往困擾電路設(shè)計(jì)者。如圖22所示利用雙電源OP增幅器NJM4580構(gòu)成voltage follower,接著任意投入Vcc(+15V) 與VEE(-15V),藉此觀察電源電流的變化,表4是測(cè)試結(jié)果,由測(cè)試結(jié)果可獲得以下結(jié)論:

(a).若先投入正電源,從正電源產(chǎn)生的電流會(huì)流入OP增幅器內(nèi)。
(b).若先投入負(fù)電源,負(fù)電源的電流幾乎等于0。

          雖然依照實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知最好是先將VEE(-15V) 投入OP增幅器,然而事實(shí)上電流本身容量很小,所以正、負(fù)電源何者投入并不會(huì)造成動(dòng)作上的障礙。不過(guò)對(duì)某些特殊情況卻不適用,例如NJM5532 Audio用OP增幅器,根據(jù)data book的記載,必需先投入VEE(+15V) 。一般而言設(shè)計(jì)上往往會(huì)使用多種類的OP增幅器,因此正、負(fù)電源通常是同時(shí)投入再加以遮斷即可。 

圖22利用電源投入順序的差異,觀察電源電流變化的電路 

型號(hào) 電源電流(mA)先投入
Vcc(+15V) 先投入
VEE(-15V) 動(dòng)作中NJM4580 3.5 0 ±5.91NJM072B 1.14 0 ±3.42NJM2904 1.68 0 ±0.86

        大部分的電路都未在電源與接地(ground)之間設(shè)置pass control,不過(guò)為了避免噪訊與振幅等困擾,最好設(shè)置pass control,尤其是OP增幅器的電源部位,設(shè)置pass control已經(jīng)成為廠商極力推薦的項(xiàng)目。例如利用圖23所示的兩種增幅電路進(jìn)行無(wú)pass control實(shí)驗(yàn),為了模擬電線配線的電感(inductance),所以在電線line插入4.7μF的電感(inductor),OP增幅器則為NJM4580。照片5是圖23的輸出波形,照片中的輝線變的非常粗,表示電路已經(jīng)變成振幅狀態(tài),接著更換OP增幅器進(jìn)行振幅level與頻率測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表5所示。根據(jù)測(cè)試結(jié)果顯示類似NJM4580的OP增幅器對(duì)電源的電感(inductance)非常敏感,而且極易產(chǎn)生振幅,相較之下NJM072B的OP增幅器較不易產(chǎn)生振幅,而且振幅波形呈大小分佈。照片5(b)是連接0.1μF pass control時(shí)的輸出波形,由照片顯示振幅幾乎完全消失,由此可知pass control有無(wú)對(duì)電源電路具有重大影響。一般認(rèn)為具備一個(gè)IC的雙電源必需設(shè)置0.1μF的pass control,IC數(shù)量每?jī)蓚€(gè)則需插入100μF左右的電解電容。

圖23 測(cè)試pass control的電路 

照片5 有無(wú)pass control的波形比較(0.2ms/div)

大輸出電流時(shí),如何維持輸出dynamic range

負(fù)載電流變大,輸出dynamic range減緩

          圖24是OP增幅器的負(fù)載特性,由圖可知NJM4580與NJM2904為RL≥1K?時(shí),最大輸出電壓若維持不變,輸出電壓的振幅就不會(huì)變大。若是RL≤1K? 時(shí),負(fù)載阻抗越小輸出電壓越低,輸出dynamic range就呈現(xiàn)減緩趨勢(shì),一般認(rèn)為該特性主要是OP增幅器輸出段的Transistor電流供給能力已達(dá)極限所造成。此外NJMO72B為RL≤1K?時(shí),負(fù)載阻抗越小輸出電壓就越低。由于NJMO72B的最大輸出電流比上述兩種OP增幅器更低,所以若將NJMO72B與阻抗值較低的負(fù)載阻抗連接,輸出dynamic range則呈現(xiàn)大幅減緩。 

圖24 泛用OP增幅器的最大輸出電壓與負(fù)載阻抗的關(guān)系

增設(shè)Buffer

          為了防止負(fù)載阻抗低于2kΩ時(shí),輸出dynamic range會(huì)有降低的現(xiàn)象,所以必需依照?qǐng)D24所示方法,在OP增幅器的輸出端追加設(shè)置Transistor,主要目的是希望藉由Transistor的emitter電流為base電流的1/hEE倍特性,使OP增幅器的輸出電流變成需負(fù)載電流的1/hEE倍。照片6下方的波形是圖25(a)追加Tr1(J1)以及Tr2(J2)后的輸出信號(hào)。照片上方的波形vo2是圖25(b)的輸出波形,它的負(fù)載阻抗為100Ω。根據(jù)量測(cè)結(jié)果顯示追加設(shè)置NPN型Transistor可有效改善正極端的輸出dynamic range;追加設(shè)置PNP型Transistor則可有效改善負(fù)極端的輸出dynamic range;如果同時(shí)追加設(shè)置PNP型與NPN型Transistor,則可大幅改善兩極性的輸出dynamic range?;蛟S直覺(jué)上會(huì)認(rèn)為「緩沖器(Buffer)祇適合補(bǔ)償式(Complimentary)電路使用」,不過(guò)輸出端以及正或是負(fù)的電源之間存有負(fù)載,因此不在上述限制范疇內(nèi),甚至必需重新檢討利用一個(gè)電晶體(Transistor)作緩沖電路的必需性。此外由保護(hù)二極體直接驅(qū)動(dòng)100Ω時(shí)的波形可知,NJM4580即使施加100Ω的負(fù)載,仍可作+5~-6V左右的驅(qū)動(dòng)。圖25(b)的base與emitter之間的二極體(D1,D2)刻意被設(shè)定成不會(huì)超越VBE的5V最大定格值,由于VBE的耐壓非常低,因此一旦超越VBE,噪訊會(huì)大幅增加,hFE則降低,甚至?xí)斐蔁o(wú)法恢復(fù)原來(lái)特性的后果。 

照片6 追加設(shè)置Buffer,可使輸出dynamic rang擴(kuò)大(0.2ms/div) 

圖25 追加設(shè)置Buffer的OP增幅器電路

追加設(shè)置偏壓(bias)電路

        交流信號(hào)增幅時(shí),必需依照?qǐng)D25(b)所示,在電晶體(Transistor)的base與emitter之間,追加順向電壓VF與VBE幾乎相同的元件,例如二極體等元件,藉此使base與emitter之間能增添 成份(約0.6V)的電壓,因此上述方法又稱為「偏壓(bias)」。照片7是圖25兩電路的輸出信號(hào)波形,由圖可知未作偏壓電路的圖25(a)(j1與j2都呈ON狀態(tài))的v01,在0V附近出現(xiàn)偏斜,該偏斜現(xiàn)象又稱為「cross over偏斜」。如果對(duì)base施加偏壓(bias),由于電源與base之間的電阻R8,R9會(huì)提供電晶體(Transistor)base電流,因此若與利用OP增幅器的輸出直接驅(qū)動(dòng)base的情況比較時(shí),最大振幅大約會(huì)降低1V左右。

          由于VBE會(huì)隨著電晶體(Transistor)的溫升而變小,因此祇要bias電壓未變,則collector電流就會(huì)增加,進(jìn)而造成電晶體的溫度上升,當(dāng)VBE變小時(shí)collector電流反而增大,這種現(xiàn)象稱為「熱竄」。為了降低電流的自我增加,因此在與emitter成直交處插入電阻R10, R11。相形之下與base成直交處插入的電阻R7,主要目的是防止emitter follower的寄生振幅,如果省略未設(shè)置電阻R7,就會(huì)引發(fā)超高頻的寄生振幅,進(jìn)而造成電晶體過(guò)熱、動(dòng)作點(diǎn)漂移等異?,F(xiàn)象,而且上述振幅波形必需使用寬頻示波器才能觀測(cè)。

照片7 發(fā)生cross over偏斜(0.1ms/div)

其它注意事項(xiàng)

未使用OP增幅器的端子的處置

        OP增幅器IC內(nèi)部經(jīng)常會(huì)有端子未使用到OP增幅器,如果未加以處理這些閑置端子,極易造成OP增幅器動(dòng)作不穩(wěn)定,尤其是類似NJM5532 data book指明需裝設(shè)電阻的場(chǎng)合,或是Gain 10倍以上亦能穩(wěn)定動(dòng)作的μPC4556,就必需依照?qǐng)D26(a)所示外置電阻,同時(shí)將Gain設(shè)成10倍以上。

圖26 閑置端子的處置方法

與外部設(shè)備連接時(shí)的處置

        設(shè)有OP增幅器的電路與外部設(shè)備連接時(shí),高壓脈沖、噪訊會(huì)經(jīng)由纜線(cable)流入電路,如果噪訊超過(guò)OP增幅器的絕對(duì)最大定格時(shí),內(nèi)部的寄生二極體會(huì)被導(dǎo)通,進(jìn)而造成OP增幅器遭到破壞,此時(shí)必需依照?qǐng)D27所示追加設(shè)置二極體(diode)。有關(guān)二極體的選用基于順向電壓壓降等考量,較小的shoot key barrier diode比寄生二極體(約0.7V)更適合,不過(guò)實(shí)際上漏電流與寄生容量過(guò)大,反而會(huì)造成不易使用的困擾,因此一般都是利用switching diode作保護(hù)。 

圖27 輸出、入的保護(hù)電路

cross talk

      所謂的cross talk是指OP增幅器IC內(nèi)部的一個(gè)OP增幅器信號(hào),洩漏至其它OP增幅的out put而言。照片8是圖23的電路,10kHz的正弦波祇輸入至IC1b時(shí),觀察輸入至IC1b的信號(hào)洩漏的結(jié)果。若與照片5(b)比較可知頻率若從1kHz變成10kHz時(shí),cross talk會(huì)隨著增加,也就是說(shuō)cross talk會(huì)因輸入信號(hào)頻率變高而增加,為了避免該現(xiàn)象所以盡量不要使用同一IC內(nèi)的OP增幅器。 

照片8 發(fā)生cross talk(20ms/div, f=10KHz)

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