當(dāng)同時需要高 DC 精度和高帶寬時，可能難以實現(xiàn)。根據(jù)電路配置，有幾種有效的方法，包括構(gòu)建復(fù)合放大器，或在高速放大器周圍實現(xiàn)伺服環(huán)路。
對于反相電路配置，使用配置為積分器的運(yùn)算放大器的直流伺服環(huán)路最適合。對于同相電路，基于運(yùn)算跨導(dǎo)放大器 (OTA) 的直流伺服回路電路將是最簡單的實現(xiàn)方式。這兩個電路如下圖 1 和圖 2 所示。
圖 1：用于反相放大器配置的直流伺服環(huán)路
圖 2：同相放大器配置的直流伺服環(huán)路
無論您是否要使用去耦電容，這兩個電路都是交流耦合的。我在這里用去耦電容表示電路，以強(qiáng)調(diào)等效電路將是交流耦合的。
伺服回路實際上去除了直流電壓并用參考電壓 (Vref) 代替它。系統(tǒng)的精度僅受伺服回路中使用的設(shè)備精度和回路速度的限制。在這兩個電路中，您必須平衡高通帶寬和伺服放大器的響應(yīng)時間。如果伺服放大器太快或信號變化太慢，信號將被伺服，對其完整性造成災(zāi)難性后果。在實現(xiàn)精確測量之前，系統(tǒng)還將有一個初始穩(wěn)定時間。
對于基于積分器的電路，伺服放大器的輸出電壓增加與信號放大器的輸出直接相關(guān)。由于直流增益為 1-V/V，因此信號放大器的輸入將在輸出端看到。由 R4 和 C3 組成的低通濾波器將限制帶寬并最大限度地減少對信號放大器的噪聲貢獻(xiàn)。伺服放大器通常是精密放大器，例如OPA277或OPA333。
OPAx277系列精密運(yùn)算放大器取代了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OP-177。它們提供更好的噪聲，更寬的輸出電壓擺幅，并且速度是靜態(tài)電流的兩倍。其特點包括超低偏置電壓和漂移、低偏置電流、高共模抑制和高電源抑制。單、雙和四版本具有相同的規(guī)格，以實現(xiàn)最大的設(shè)計靈活性。
OPAx277系列運(yùn)算放大器在±2-V至±18-V電源范圍內(nèi)工作，性能優(yōu)異。與大多數(shù)只在一個電源電壓下指定的運(yùn)算放大器不同，OPAx277系列是為實際應(yīng)用而指定的;單一限值適用于±5-V至±15-V電源范圍。當(dāng)放大器擺幅達(dá)到規(guī)定極限時，保持高性能。由于初始偏移電壓(±20μV最大值)非常低，通常不需要用戶調(diào)整。但是，單一版本(OPA277)為特殊應(yīng)用提供外部裝飾銷。
OPA277運(yùn)算放大器易于使用，并且不存在其他運(yùn)算放大器中發(fā)現(xiàn)的相位反轉(zhuǎn)和過載問題。它們單位增益穩(wěn)定，并在各種負(fù)載條件下提供優(yōu)異的動態(tài)性能。雙和四版本具有完全獨立的電路，即使在驅(qū)動過度或過載的情況下，也能降低串?dāng)_并避免交互。
直到OPA615的 SOTA(采樣 OTA)的輸出，同相配置的 DC 伺服環(huán)路對積分器的行為相同。引腳 10 和 11 之間的電壓差將產(chǎn)生電流輸出，為 Chold 電容器充電。然后將產(chǎn)生的電壓饋送到另一個 OTA。此 OTA 的 B 輸入(引腳 3)上出現(xiàn)的電壓作為電壓鏡像到 E 輸入，并通過電阻器 R E轉(zhuǎn)換為電流。電流最終鏡像到 C 輸出(引腳 12)并插入 OPA656 的反相節(jié)點。電流將繼續(xù)添加到該節(jié)點，直到引腳 10 和 11 上的電壓為零。
現(xiàn)在，為了增加一些復(fù)雜性，SOTA 可用于對特定時間進(jìn)行采樣，在此期間沒有信號達(dá)到某個 DC 值，實際上是向上或向下移動整個信號。在這種模式下，電路的行為類似于直流恢復(fù)電路。如果 SOTA 一直在采樣，則只能通過在引腳 10 上插入一個 RC 濾波器來實現(xiàn) DC 校正。這個 RC 濾波器將具有與圖 1 中的 R4、C3 濾波器相同的效果。
下載文檔
