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“典型值”到底是什么意思?变化范围是多大?

时间:2019-09-02 作者:Bruce Trump 资深模拟工程师 阅读:
设计人员有时会发现运算放大器产品说明书规范令人费解,因为并非所有性能特性都有最小规范或者最大规范。有时,您必须使用规范表或者典型性能图表中的“典型值”。但是,这个“典型值”到底是什么意思呢?它的变化范围是多大呢?

设计人员有时会发现运算放大器产品说明书规范令人费解,因为并非所有性能特性都有最小规范或者最大规范。有时,您必须使用规范表或者典型性能图表中的“典型值”。但是,这个“典型值”到底是什么意思呢?它的变化范围是多大呢?

要想回答这个问题并不容易,它取决于具体的规范。下面,我们对容易引起疑问的 3 个特性进行逐一说明:带宽——运算放大器的增益带宽积 (GBW) 主要由输入级电流和片上电容值控制。

这两个变量的变化,可产生的 GBW 变化范围为 ±20% 左右。看起来,这是一个比较宽的范围,但是通过选择一个大裕量的运算放大器,却可以更加轻松地进行大范围GBW 设计。如果必要,可以利用一些反馈组件,对您的应用的闭环带宽进行控制。请注意,在开环增益/相位图(请参见图 1)上,这种变化看起来非常的小。

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转换率受到诸如带宽、内部电流和电容等相同变量的影响。通常,选择比最低需求速度高 20% 的运算放大器便已足够。或许,您希望在一些重要的应用中拥有更多的裕余量。大多数应用并不会将放大器推高至其转换率极限值附近,因此这样做并无问题。

电压噪声——放大器的宽带或者平带电压噪声主要取决于一个或者多个输入级晶33体管的电流。大电流会以一种平方根的方式降低噪声。因此 20% 的电流变化,可带来约 10% 的平带噪声密度变化(请参见图 2)。

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低频 1/f 噪声(也称作闪烁噪声)是另一回事,它的变化范围更大。1/f 区的噪声振幅在约 3:1 范围变化。JFET 和 CMOS 制作工艺的差异可能稍大一些。该噪声区域决定低频带(通常规定为 0.1 到 10Hz)的峰值到峰值噪声大小。

的确存在一些较好的指导原则,但却无法详细说明放大器设计和所用 IC 工艺的确切变化范围。但是,有一些资料总比没有强,并且大多数设计都可以较好地适应这些估计差异。

适合于您的应用的裕量,可能会随您设计的设备(也可能是您正进行的终端产品测试)类型而变化。裕量与规范不符会影响您设计针对的目标余量。这种“工程判断”是良好模拟设计的一个重要因素。

(原文请参阅: e2e.ti.com

查看更多请点击:《看一个TI老工程师如何驯服精密放大器

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