满幅运放的应用.doc

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1、Rail-to-Rail(轨对轨)运算放大器的应用摘要这篇应用报告帮助设计工程师理解Rail-to-Rail（满幅）运放的功能和优点。给出了简化的电路图，功能函数，和输入输出中的特征。也论述了满幅运放的典型应用电路图。内容索引简介。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2低压单电源下的动态范围和信噪比――――――――――――――――――――――――――2输出部分—————————————————————————————

2、———————2轨对轨输出部分的结构————————————————————————————3负载对信号的影响——————————————————————————————4转换速率——————————————————————————————————5输出部分概要————————————————————————————————5输入部分————————————————————————————————————6标准输入部分的结构—————————————————————————————6轨对轨输入部分的

3、结构————————————————————————————7输入部分概要————————————————————————————————9使用轨对轨特征的电路——————————————————————————————9一倍增益放大器———————————————————————————————9供给电流的测量———————————————————————————————9带轨对轨输出的差分运放———————————————————————————10高达600KHz的5-VPP方波振荡器————

4、———————————————————10以满幅输出作可调电压基准源的D/A——————————————————————11小结——————————————————————————————————————11参考书――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――11图形目录1Rail-to-Rail输出演示2TLC227x的输出部分3输出的驱动能力4TLV246x差分运放的负载要求5TLV2462带100W接地负载的输出信号6TLV2462带100W接负接Vdd/2的

5、输出信号7反相器8从同相放大器改变到缓冲器9差分运放10轨对轨输入结构11输入偏置电流12输入失调电压13最小化瞬时失真14单倍增溢放大器15电流――电压转换器16带双运放的仪表放大器175Vpp，100KHz方波振荡器180～5V输出的5VD/A简介使用单5V或尽可能更低的工作电压在电子设备中越来越广泛。便携系统的电源能够低到用一个电池（1.5V）供电。降低的供给电压的设计必须在电源持续期间能提供可用的动态范围。使信号放大到从负压到正压的整个供给电压范围内，这样的运放被称为轨对轨运放。可用范围是一

6、个很重要的数值，因为它影响别的参数，例如，噪声系数，信噪比（SNR）和动态范围。信号源常被连接到供给电压的正端或负端。用一个器件来匹配两个信号源需要运放有轨对轨的输入性能。这份说明解释了满幅运放的功能和用法。单电源，低压系统的动态范围和信噪比（SNR）简化工作电压从±15V分离供压到单5V供压，要注意的是减小了最大的可用动态范围。输出端的动态范围决定于输出电压的最大值和最小值的比值。一个工业标准的的运放，如TLC271指定单5V供电，最大3.8V的输出摆幅，这就意味着整个供电电压范围不能用于输出摆幅

7、，以至于进一步减小最大的动态范围和信噪比（SNR）。一个轨对轨运放，如TLV24xx系列，在有信号状态下输入输出端能使用整个供电电压范围。运放干扰级别不受供电电压的影响，这使有用信号和噪声信号的差异减小。如果运放用于交流信号，从直流中退偶信号，那么噪声形成就成为主要的干扰信号。对于一个标准的运放，如TLC271C，在单5V，带宽为1M时输入的噪声电压Vn=68nV，低的输出范围允许最大3.8V的信号.，那么单倍增溢的信噪比（SNR）是95.4dB＝20log(4V/68uV).同样的配置，一个满幅放

8、大器，例如TLV246xI，Vn=11nV,输入输出端的最大信号是5V，在带宽BW=1MHz时的信噪比（SNR）是113dB＝20log(5V/11uV).在精密系统中，运放必须准确的放大直流电压，这方面的错误来自偏置和增溢问题。在一个恒定共模电压的5V系统中,TLC271C的输入失调电压Vio=1.1mV,在单位增溢的配置中,它单独限制了动态范围为71dB=20log(3800/1.1),但是,在同样的电路中,偏置电压Vio=20uV,带满幅输出特性的TLV245x