《電子技術(shù)應(yīng)用》
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運放參數(shù)的詳細(xì)解釋和分析15—開環(huán)增益Aol
摘要: 理想運放的開環(huán)增益Aol是無窮大的。這是我們在模電課本上學(xué)到的運放的一條基本知識。但現(xiàn)實總是殘酷的,殘酷到所有的運放的開環(huán)增益都不是無窮大,它是一個有限值。
關(guān)鍵詞: 放大器 電路 電壓 ADC
Abstract:
Key words :

   理想運放的開環(huán)增益Aol是無窮大的。這是我們在模電課本上學(xué)到的運放的一條基本知識。但現(xiàn)實總是殘酷的,殘酷到所有的運放的開環(huán)增益都不是無窮大,它是一個有限值。這個有限制會引起它的一個問題。本文要討論的另一個問題是增益帶寬積,其實更想多說的一點是增益帶寬的那條曲線。

       在不具負(fù)反饋情況下(開環(huán)路狀況下),運算放大器的放大倍數(shù)稱為開環(huán)增益,簡稱AOL。這句話簡單的定義了運放的開環(huán)增益。實際的運放的開環(huán)增益,有高有低,并且會隨溫度變化,這是我們不想看到的。

       先說說開環(huán)增益帶來的不良影響。開環(huán)增益為有限值的壞處不只是說明運放都不是理想的。它會帶來一個常被人們忽略的問題——誤差。

        下圖是OPAl369的datasheet中給出的關(guān)于開環(huán)增益的參數(shù),首先映入眼簾(小學(xué)作文常用詞)的是開環(huán)增最典型值為134dB,最小值為114dB。這說明一點,同一型號的一大批運放,它們各自的開環(huán)增益是有一定分布的。

第二項映入眼簾的是運放的開環(huán)增益會隨溫度變化而變化。當(dāng)然是變壞了。在整個運放的使用范圍里最小值可能達(dá)到90dB.

下面我們計算一個Aol對放大電路的影響。如下圖是常見的同相比例放大電路。

 

如果考慮進Aol,則它的電壓增益為

當(dāng)假設(shè)Avol為無窮大時,則上述放大電路的增益化簡為

上面是模電課本中講到的內(nèi)容。但如果我們較真兒一下,計算一下 Avol的影響,當(dāng)Avol為典型值134dB時,上面電路的增益為:

誤差為:

這個結(jié)果還不錯差,相當(dāng)于20ppm的誤差。

如果在寬溫度范圍下應(yīng)用,最壞情況呢,當(dāng)Avol在over temperature時為最小值90dB時,增益誤差為下面的計算結(jié)果。

Oah, 麥噶敦。千分之三的誤差,對于16位ADC,這相當(dāng)于200 codes。真是不小的值啊。

因此對于Aol我們可以得出這樣的結(jié)論,

(1)    不能輕視它,它確實影響了運放的直流誤差,在以前的part中提到過。

(2)    它是隨溫度變化的,并且在最壞情況下,它帶的誤差可真不小。

(3)    低開環(huán)增益的運放不適合高精度的放大。

         如bruce 的博客中寫到Aol和offset是表姐妹。把有限開環(huán)增益看作是隨輸出電壓變化而變化的失調(diào)電壓,可為估計誤差提供一種直觀的方法。如果DC開環(huán)增益為100dB,則其相當(dāng)于1/10^(100dB/20) = 10uV/V。因此,輸出擺動1伏,輸入電壓必須改變10uV??砂阉醋魇请SDC輸出電壓變化的失調(diào)電壓。輸出擺動9伏,其變化為90uV?;蛟S,這種變化對于你的電路來說不足為道,也可能會有影響。

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