電流反饋運(yùn)算放大器及RF的作用
圖 3 出自同一器件的數(shù)據(jù)表。圖中顯示的是建議用于給定非反相增益的反饋電阻值。從圖中可以看到,當(dāng)增益為 1 時,需要 1KΩ 的反饋電阻才能得到最佳性能。這是因?yàn)榛芈吩鲆娣浅8?,因此需要用一支較大的電阻進(jìn)行中和。這是與電壓反饋結(jié)構(gòu)的主要差異。電流反饋放大器不能用于輸出端對反相輸入端短路的結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)表中最常用的電阻是針對增益為 2 的情況。但是,從圖 2 可以看到,最終采用的實(shí)際 電阻值有相當(dāng)?shù)撵`活性。數(shù)據(jù)表建議值只是可選范圍的中間值。再回來看圖 3。在增益為 4 時,RF 降低至 150 Ω。增益設(shè)定電阻現(xiàn)在只有 50 Ω,因此,我們現(xiàn)在的狀況`是:輸 入緩沖電阻值與增益設(shè)定電阻值基本相同。這樣會降低運(yùn)算放大器的閉環(huán)互阻,并且在增益增大時開始限制帶寬。在增益為 7 時,我們?nèi)允褂?300 Ω 反饋電阻。在這個增益下,我們不指望能得到電流反饋部件提供的帶寬,并且,當(dāng)增益高至 7 以上時,帶寬隨之下降,這非常像一個電壓反饋的特點(diǎn)。另外還應(yīng)注意,虛線部分表示的是:根據(jù)反相輸入電阻或者放大器的穩(wěn)定度,應(yīng)該用于某款運(yùn)算放大器的最低反饋電阻值。兩種因素之一限制了可用反饋電阻的數(shù)量。
電路板布局
電流反饋運(yùn)算放大器要仔細(xì)考慮的一個問題就是電路板布局,這也普遍適用于所有高速電路。電源旁路電容的布放需要非??拷骷?,一般要小于 3mm。電容需要兩種,一種是較大的電解電容,它們可以稍微離器件遠(yuǎn)些;另一種是小型的瓷片旁路電容,它要緊緊挨著相關(guān)器件。小型瓷片旁路電容為極高速瞬變提供能量,并且完成器件旁的電源去耦任務(wù)。這些電容中的任何電感負(fù)載都會降低其作用效果。大家可能都知道要使用盡量大面積的電源、地層,從而為地電流和電源電流提供低阻抗路徑。但是,還要注意去掉輸入/輸出引腳附近的電源、地層,這樣可以減少這些引腳的寄生電容。
反相輸入引腳與反饋電阻對交流地的容抗要盡可能地小。另外,任何運(yùn)算放大器的輸入端也要有最小的容抗。 盡量使用表面貼裝元器件。因?yàn)樗鼈兊募纳娙葑畹?。走線要短,如不能則可使用可控阻抗,則要在輸入/輸出引腳作傳輸線的雙端終結(jié)。
圖 4 – 寄生電容,1pF 反相入,1pF 出
圖 4 顯示的只是少量寄生輸入、輸出電容對一個電流反饋運(yùn)算放大器的作用。綠線是理想曲線。紅線是由寄生電容而得到的尖峰頻率響應(yīng)。圖 4 中反相輸入端的寄生電容為 1pF,輸出端也是 1pF??梢杂迷黾臃答侂娮璧霓k法,抵消這少量的寄生負(fù)載。這也是電流反饋運(yùn)算放大器的另一個優(yōu)點(diǎn)。但是,如果電路板布局太差,即使采用了很大的反饋電阻,也會出現(xiàn)尖峰甚至產(chǎn)生振蕩。
驅(qū)動容性負(fù)載
圖 5 – 絕緣電阻與容性負(fù)載
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