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『』您真的能通过运算放大器实现ppm精度吗？( 七 )


为避免带宽损耗 ， 我们可以使用增强放大器的方法 。 这样相比复合方案对失真的改善较小 ， 但带宽及建立时间都会毫发无损 。 图12显示了测试原理图 。
图12右侧显示了U2 ， 即我们的独立LTC6240；左侧显示了两个LTC6240放大器 。 U1同独立放大器类似 ， 控制输出 ， 增益为2；U2的增益为3 。 U2在增强节点的输出电压大于U1的相应电压 ， 所以U2会向输出端驱动输送电流 。 RBOOST和U2的增益可以配置 ， 以使U2向Rl驱动输送96%的负载电流 ， 并使U1保持轻载 ， 从而改善失真 。 我们需要确保U2包含足够的裕量 ， 以承载额外的摆幅 。
LTC6240在kΩ范围内的负载失真主要为输入失真 ， 但对于100 Ω负载则主要为输出级失真 。
图13显示了频谱结果 。
同样 ， 独立放大器在10 kHz频率下的失真为–78 dBc 。 增强型放大器提供的失真为–106 dBc；不像复合放大器那么好 ， 但比独立放大器几乎高出30 dBc 。 不过 ， 增强型放大器的带宽只会降低少许 。
『』您真的能通过运算放大器实现ppm精度吗？
本文插图

图12.增强型放大器与独立放大器的模拟设置
请注意 ， RBOOST微调了一下；如果将其改为52 ± 2 Ω ， 增强型失真则下降10 dBc ， 但随后发生的变化则较小 ， 最高为±10 Ω 。 似乎U1有一些预期极性的适度负载 。 理想（无负载）或额外的增强电流会导致失真增加 。
最好是 ， U2与U1有相同的群组延迟 ， 以使增强信号与输出同时出现 。 U2的增益比U1高50% ， 因而闭环带宽较少 ， 这意味着增强输出会使频率范围内的主要输出延迟 。 通过跨接在U1输入端的电阻 ， 可将U1的带宽降至与U2相同的水平 。 这样可使U1的噪声增益等于U2 ， 从而实现相同的群组延迟 。 该模拟器在10 kHz频率下没有改善；U1提供最佳失真 ， 无延迟均衡 。 您需要尝试一下 ， 才能了解在更高的频率下是否也是这种情况 。 如果放大器为电流反馈类型 ， 那么可以通过降低Rf1和Rg1使U2的带宽升至U1的水平 。
ppm级质量放大器推荐
表2显示了一些建议的接近ppm线性度的放大器的重要规格 。
红色条目旨在提示读者：该参数可能不符合ppm级失真 。 该组当中最易于使用的更好的产品为AD8597、ADA4807、ADA4898、LT1468、LT1678和LT6018 。
有些放大器需要解决其输入问题（同相放大应用可能存在问题） ， 但仍能提供良好的失真：AD797、ADA4075、ADA4610、ADA4805、ADA4899和LTC6228 。
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图13.增强型放大器和常规放大器的失真频谱
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『』您真的能通过运算放大器实现ppm精度吗？
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结论
【『』您真的能通过运算放大器实现ppm精度吗？】遗憾的是 ， 商用型ppm精度放大器难以找到（如果可以找到） 。 市场上存在ppm线性放大器 ， 但必须注意这些放大器的输入电流 ， 它们可能会通过电路中的应用阻抗产生失真 。 这些阻抗可以降低 ， 但在反馈中驱动它们会导致运算放大器输入端产生失真的风险 。 在特别低的输入电流和变动环境下使用运算放大器 ， 可以通过调整电路中的应用阻抗以使运算放大器获得最佳失真 ， 但这样会增加系统噪声 。 要达到ppm级线性度和噪声 ， 需要认真挑选运算放大器并优化应用电路 。


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