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一個基于運算跨導放大器DC伺服環路應用設計

電子設計 ? 來源:互聯網 ? 作者:佚名 ? 2018-03-22 09:00 ? 次閱讀

同時要求高 DC 精度與高帶寬,實施起來可能會很困難。我們可根據電路配置,提供幾種有效方法,包括構建復合放大器或實施基于高速放大器的伺服環路等。

對于反相電路配置,最好實施使用運算放大器(配置成積分器)的 DC 伺服環路。而對于正相電路而言,最簡單的方式就是實施一個基于運算跨導放大器 (OTA) 的 DC 伺服環路。這兩種電路視圖分別見圖 1 和圖 2。

圖 1:反相放大器配置的 DC 伺服環路

圖 2:正相放大器配置的 DC 伺服環路

無論用戶是否希望使用去藕電容,這兩種電路都屬于 AC 耦合電路。我在這里講的是支持去耦電容的電路,以強調等效電路是 AC 耦合。

有效伺服環路可去除 DC 電壓,并可使用參考電壓 (Vref) 取而代之。系統精確度只受伺服環路中所使用器件的精度以及環路速度限制。在這兩種電路中,用戶都必須在高通帶寬與伺服放大器響應時間之間取得平衡。如果伺服放大器速度過快或信號變化速度過慢,被伺服的信號將受到嚴重的信號完整性影響。此外,系統還將在實現精確測量之前,提供初始建立時間。

對于基于積分器的電路,伺服放大器輸出電壓增加與信號放大器輸出息息相關。由于 DC 增益為 1-V/V,信號放大器的輸入輸出隨后將相等。R4 與 C3 構成的低通濾波器會限制帶寬,最大限度降低帶給信號放大器的噪聲。伺服放大器通常是 OPA277 或 OPA333 等高精度放大器。

正相配置的 DC 伺服環路性能與積分器相同,支持可達 OPA615 采樣 OTA (SOTA) 的輸出。引腳 10 與 11 之間的電壓差將生成能夠為 Chold 電容器充電的電流輸出。所產生的電壓隨后將饋送至另一個 OTA。該 OTA B 輸入端(引腳 3)出現的電壓能夠以電壓方式鏡像至 E 輸入端,并通過電阻器 RE 轉換為電流。該電流最終可鏡像至 C 輸出端(引腳 12),并插入 OPA656 的反相節點。電流不斷增加至該節點,直到引腳 10 和 11 上的電壓差為零。

目前對于某些更為復雜的電路,SOTA 可用來采樣特定時間,在此期間沒有信號達到某個 DC 值,實際是在將整個信號進行上下移位。在這種模式下,該電路將發揮 DC 恢復電路作用。如果該 SOTA 一直在采樣,那么只有在引腳 10 上插入一個 RC 濾波器才能實現 DC 校正。這個 RC 濾波器的作用與圖 1 中 R4C3 濾波器相同。

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