在之前“高增益、高带宽,怎么两者兼得?”一文中,咱们评论了怎么在完成高增益和高带宽的一起还能坚持足够高的信噪比 (SNR)。这篇文章里咱们将愈加具体地评论施行办法和或许发生的问题。
因为方针增益十分高,首要需求查看直流 (DC) 作业的状况,以查验输出偏移电压是否处于预设规模以内。假如超出增益级和扩大器直流参数、输入偏置电流和输入偏移电压预设的规模,则电路显着或许存在振动。体系振动体现为多种形式,如噪声增大、输出偏移电压以及在无负载状况下静态电流增大等,不胜枚举。
假如发生振动、电路为高增益直流耦合且各级作业正常,则耦合每一级的交变电流 (AC) 会将输出偏移电压当作电位问题掩盖。现在仅有剩余的问题便是消除不良的寄生特性。
在存在正反馈环路,或当体系的相位裕度缺乏的时分,就会发生振动。因为扩大器自身处于安稳状况且负载为阻性,仅有或许的原因便是存在正反馈环路。
图 1 所示的下列电路可经过调整扩大器在低频率下的噪声增益来处理较大的 DC 偏移。由此,任何直流重量在输出端的增益仅为 1-V/V。此外,图 1 还显现了电源是经过电源层衔接的。图中给出了每个扩大器的本地电源旁路电容器,但为简化起见省掉了大局电源旁路电容器。
图 1:带电源层的多级扩大器原理图
试想,未级正在驱动一个重负载,电流将从电源流入负载。该电流将对电源轨形成扰动。因为多级扩大器的电源轨衔接在一起,咱们将在榜首级和第二级察觉到这种扰动。扰动会出现在榜首级的输出,只要榜首级的电源按捺比 (PSRR) 能够衰减,然后再由第二级和第三级的信号增益扩大。
假如扰动频率的 PSRR 低于第二级和第三级增益的乘积,那么负载发生的扰动就会被扩大。换言之,电源轨上存在正反馈环路。
处理的办法十分简略,详尽地进行电路板的板面布局,让电源先给未级供电,一起在各级之间刺进一个串联电感器。在下图所示的三级扩大器中,咱们只给每个电源添加了两个电感器。在图 2 中,咱们只在正电源上施行这种办法。留意,负电源或许也需求这样处理。
图 2:在各级间施行电源阻隔
图 2 所示的典范选用了LMH6629作为榜首级,OPA684作为第二级和第三级。
选用 +5V 电源即可完成杰出的 5MHz 的平整频带,-3dB 带宽为 10MHz。关于 10uV信号,在扩大率为 100,000V/V 的状况下,得到的 SNR 为大约 12dB。
图 3:每级之后的频率响应
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