ZHCAAN5B January 2018 – July 2021 LF347 , LF353 , LM348 , MC1458 , TL022 , TL061 , TL062 , TL071 , TL072 , UA741
在德州儀器(TI)的數(shù)據(jù)表中,您將遇到五個(gè)與運(yùn)算放大器頻率特性相關(guān)的參數(shù):
單位增益帶寬(B1)和增益帶寬積(GBW)是類似的。B1 指定運(yùn)算放大器的 AVD 為 1 時(shí)的頻率:
GBW 指定了在采用開環(huán)配置和具有輸出負(fù)載的情況下運(yùn)算放大器的增益帶寬積:
單位增益下的相位裕度(fm)是信號(hào)通過運(yùn)算放大器在單位增益下經(jīng)歷的相移量與 180° 之間的差值:
增益裕度是單位增益與 180° 相移下增益之間的差值:
最大輸出擺幅帶寬(BOM)指定輸出高于指定值的帶寬:
BOM 的限制因素是壓擺率。隨著頻率越來越高,輸出將受到壓擺率的限制,無法足夠快地響應(yīng)以維持指定的輸出電壓擺幅。
為了使運(yùn)算放大器穩(wěn)定,特意在第二級(jí)的芯片上制造了電容器 CC(請(qǐng)參閱圖 4-1)。該類型的頻率補(bǔ)償稱為主極點(diǎn)補(bǔ)償,旨在在輸出相移 180° 之前使運(yùn)算放大器的開環(huán)增益滾降至單位增益。請(qǐng)記住,圖 4-1 非常簡化:實(shí)際運(yùn)算放大器中還有其他頻率整形元件。圖 5-11 顯示了內(nèi)部補(bǔ)償運(yùn)算放大器的典型增益與頻率之間的關(guān)系圖,德州儀器(TI)數(shù)據(jù)表中通常會(huì)提供該圖。圖 5-12 包含相同的信息,只是為了清晰起見,移動(dòng)了相位軸。
如前所述,可以看出 AVD 隨頻率的增加而下降。當(dāng)需要特定頻段的精確增益時(shí), AVD(以及 B1 或 GBW)成為一個(gè)設(shè)計(jì)問題??紤]Equation16,其中同相放大器的環(huán)路增益由以下公式給出:

需要通過選擇合適的電阻器來控制電路的增益。公式中的 1/ab 項(xiàng)視為誤差項(xiàng)。除非與 1/b 相比,a 或 AVD 對(duì)于所有相關(guān)頻率都較大,否則它將對(duì)電路的增益產(chǎn)生影響,這是我們不希望看到的。
相位裕度(φm)和增益裕度是指定電路穩(wěn)定性的不同參數(shù)。由于軌至軌輸出運(yùn)算放大器具有更高的輸出阻抗,因此在驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的相移。這種額外的相移會(huì)降低相位裕度,因此大多數(shù)具有軌至軌輸出的 CMOS 運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的能力有限。
圖 5-11 典型的大信號(hào)差分電壓放大系數(shù)和相移與頻率之間的關(guān)系
圖 5-12 更易于閱讀的電壓放大系數(shù)和相移與頻率之間的關(guān)系圖