ZHCSEU4A March 2016 – March 2016 TLV2314 , TLV314 , TLV4314
PRODUCTION DATA.
NOTE
以下 應(yīng)用 部分的信息不屬于 TI 組件規(guī)范,TI 不擔(dān)保其準(zhǔn)確性和完整性??蛻魬?yīng)負(fù)責(zé)確定 TI 組件是否適用于其應(yīng)用??蛻魬?yīng)驗(yàn)證并測(cè)試其設(shè)計(jì)是否能夠?qū)崿F(xiàn),以確保系統(tǒng)功能。
TLV314 器件是專為便攜式應(yīng)用設(shè)計(jì)的一種低功耗、軌至軌輸入和輸出運(yùn)算 放大器。這些器件的工作電壓介于 1.8V 至 5.5V,單位增益穩(wěn)定,并且適合廣泛的通用 應(yīng)用。AB 類輸出級(jí)能夠驅(qū)動(dòng)連接至 V+ 和接地間任一點(diǎn)的小于或等于 10kΩ 的負(fù)載。輸入共模電壓范圍包括兩個(gè)電源軌,并允許將 TLV314 器件用于幾乎任何單電源應(yīng)用。軌至軌輸入和輸出擺幅會(huì)顯著增大動(dòng)態(tài)范圍(尤其在低電源 應(yīng)用中),因此該器件是驅(qū)動(dòng)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的理想器件。
TLV314 系列器件 具有 3MHz 帶寬和 1.5V/μs 轉(zhuǎn)換率,且每個(gè)通道僅有 150μA 的電源電流,從而在功耗極低的情況下提供良好的交流性能。在直流 應(yīng)用 中也具有良好性能,其輸入噪聲電壓極低(在 1kHz 時(shí)為 14nV/√Hz),輸入偏置電流低 (0.2pA),且輸入偏移電壓為 0.5mV(典型值)。
運(yùn)算放大器的典型應(yīng)用是反相放大器(如 Figure 15 中所示)。反相放大器在輸入端采用正電壓,然后輸出與輸入端反相的信號(hào),生成相同幅度的負(fù)電壓。這種放大器還以相同方式使負(fù)輸入電壓在輸出端變?yōu)檎妷骸4送?,通過選擇輸入電阻器 RI 和反饋電阻器 RF,可以增加放大效果。
Figure 15. 應(yīng)用電路原理圖
選擇的電源電壓必須大于輸入電壓范圍和期望輸出范圍。還必須考慮輸入共模范圍的限值 (VCM) 以及相對(duì)于電源軌的輸出電壓擺幅 (VO)。例如,此應(yīng)用將 ±0.5V (1V) 的信號(hào)擴(kuò)展到 ±1.8V (3.6V)。將電源設(shè)置在 ±2.5V 就足以適應(yīng)此應(yīng)用。
使用 Equation 1 和 Equation 2 來確定反相放大器需要的增益:


確定所需增益后,請(qǐng)選擇 RI 或 RF 的值。由于放大器電路使用毫安級(jí)的電流,因此通用 應(yīng)用 需要選擇千歐姆級(jí)的值。此毫安級(jí)的電流確保了該器件不會(huì)消耗過多電流。需要權(quán)衡的一點(diǎn)是,極大的電阻器(十萬歐姆級(jí)別)消耗的電流最小,但生成的噪聲最大。極小的電阻器(百歐姆級(jí)別)生成的噪聲小,但消耗電流大。此示例使用的 RI 為 10kΩ,這意味著對(duì) RF 使用的值為 36kΩ。這些值是通過 Equation 3 確定的:

Figure 16. 反相放大器輸入和輸出
當(dāng)接收到低電平信號(hào)時(shí),經(jīng)常需要限制即將進(jìn)入系統(tǒng)的信號(hào)的帶寬。建立這個(gè)受限帶寬的最簡單的方法是在放大器的同相端子上放置一個(gè) RC 濾波器,如 Figure 17中所示。
Figure 17. 單極低通濾波器
如果需要更多的衰減,需要多個(gè)極點(diǎn)濾波器。Sallen-Key 濾波器可被用于完成此項(xiàng)工作,如 Figure 18所示。為了獲得最佳結(jié)果,放大器的帶寬必須是濾波器頻率帶寬的八到十倍。不遵守這一準(zhǔn)則可能導(dǎo)致放大器出現(xiàn)相移。
Figure 18. 兩極低通 Sallen-Key 濾波器