運算放大器的簡易測量
TP1的電壓變化衰減1000:1后輸入DUT,導致輸出改變1 V,由此很容易計算增益(= 1000 × 1 V/TP1)。
為了測量開環(huán)交流增益,需要在DUT輸入端注入一個所需頻率的小交流信號,并測量相應的輸出信號(圖5中的TP2)。完成后,輔助放大器繼續(xù)使DUT輸出端的平均直流電平保持穩(wěn)定。
圖5. 交流增益測量
圖5中,交流信號通過10,000:1的衰減器施加于DUT輸入端。對于開環(huán)增益可能接近直流值的低頻測量,必須使用如此大的衰減值。(例如,在增益為1,000,000的頻率時,1 V rms信號會將100 μV施加于放大器輸入端,放大器則試圖提供100 V rms輸出,導致放大器飽和。)因此,交流測量的頻率一般是幾百Hz到開環(huán)增益降至1時的頻率;在需要低頻增益數(shù)據(jù)時,應非常小心地利用較低的輸入幅度進行測量。所示的簡單衰減器只能在100 kHz以下的頻率工作,即使小心處理了雜散電容也不能超過該頻率。如果涉及到更高的頻率,則需要使用更復雜的電路。
運算放大器的共模抑制比(CMRR)指共模電壓變化導致的失調電壓視在變化與所施加的共模電壓變化之比。在DC時,它一般在80 dB至120 dB之間,但在高頻時會降低。
測試電路非常適合測量CMRR(圖6)。它不是將共模電壓施加于DUT輸入端,以免低電平效應破壞測量,而是改變電源電壓(相對于輸入的同一方向,即共模方向),電路其余部分則保持不變。
圖6. 直流CMRR測量
在圖6所示電路中,在TP1測量失調電壓,電源電壓為±V(本例中為+2.5 V和–2.5 V),并且兩個電源電壓再次上移+1 V(至+3.5 V和–1.5 V)。失調電壓的變化對應于1 V的共模電壓變化,因此直流CMRR為失調電壓與1 V之比。
CMRR衡量失調電壓相對于共模電壓的變化,總電源電壓則保持不變。電源抑制比(PSRR)則相反,它是指失調電壓的變化與總電源電壓的變化之比,共模電壓保持中間電源電壓不變(圖7)。
圖7. 直流PSRR測量
所用的電路完全相同,不同之處在于總電源電壓發(fā)生改變,而共模電平保持不變。本例中,電源電壓從+2.5 V和–2.5 V切換到+3 V和–3 V,總電源電壓從5 V變到6 V。共模電壓仍然保持中間電源電壓。計算方法也相同(1000 × TP1/1 V)。
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