大约20年前,我曾目睹一场激烈争论。这场争论发生在美国模拟器件公司(ADI)与Precision Monolithics公司(PMI)之间??PMI公司后来被ADI收购,主要是围绕OP07精密运算放大器的线性度(linearity)产生的。
争论的起因是ADI推出了与PMI相同型号的ADI版本器件,并宣称改进了PMI器件的一个缺陷--OP07在高增益设置下线性度有所下降,ADI对此进行了改进并获得了更好的线性。当
PMI质疑道:“这又怎么样呢？”ADI的反应有些过度,于是争论不可避免地发生了。而实际情况却是,精密运放通常用于低电平传感器输入缓冲级,它们很少应用于高增益设
置的情况。
有时我们很容易被运放参数引人歧途,如OP07,其实有用的参数是其低输入偏置电压(Vos, 30μV),而不是它的增益带宽(其带宽仅为600kHz,转换速率仅为300mV/s)。该
运放不适用于驱动麦克风或视频显示屏,而只适用于对低电平、变化缓慢的传感器信号进行些许放大--例如工业控制中的热电偶信号。但是仍令我们模拟电路设计者奇怪的是
,为何总是有人抓住运放的一个参数不放,并试图将其应用到它本不适用的地方。
在当工程师时,我曾有这样一段经历:因为喜欢一家公司的运算放大器而加盟了这家公司。当时Signetics和飞利浦公司的NE5534是一个8引脚双极型运放,具有高增益带宽
(10MHz),高转换速率(13V/μs)和极低的电压噪声(噪声电压均方根值为3.5nv,参考频带1kHz)。20世纪80年代初期,索尼(Sony)和飞利浦公司为了使用音频小型光盘这种新
的数字音频播放格式而进行了改进。
大约与此同时,音频爱好者及音频发烧友出版物开始赞扬采用NE5534作为音频前置放大器的理想效果,甚至著名的运放权威--美国模拟器件公司的的Walt Jung(集成运放手册
“The IC Op Amp Cookbook”的作者),也出版了一些应用NE5534的RIAA耳机均衡器电路,我想要是能使用这种放大器来再现马勒(Mahler)的第二交响曲该是多么美妙。
音频系统的设计者们沉醉于NE5534的噪声和增益带宽特性,更有甚者开始了更佳噪声和增益带宽特性的新产品的研发,也不管它们究竟是否适用于音频系统。
其中包括Linear Technology公司的LTC1028,具有50MHz的增益带宽和1.1nV的噪声电压均方根值,这些其实都是该产品的“第二特性”,其主要特性是输入偏置电压(40μV)
和温漂(0.8μV/℃)。也就是说LTC1028是OP07 (可以捕获交流信号)的替代者,而不是NE5534的精密版。
实际上应用这些双极型器件需要找到参数上的一些平衡,现代半导体技术已经将这些平衡合理化,针对于不同的应用可以选取不同的运放(在这里没有提及CMOS器件以及其它类
型的器件,也许未来的栏目中会提及)。对于同一个器件不可能同时具有宽带宽、高增益、高转换速率、精确的失调量、单电源供电及微安级功耗,试想一下,的确不可能。
需要更深入了解器件的参数资料可登陆美国国家半导体(National Semiconductor)公司的WeBench网站,或参加嵌入式系统研讨会德州仪器总裁Ron Mancini的运放研讨小组。
对于如何配置运放的参数,侧重点应在于能够为应用服务的参数,同时可以忽略其它参数,第二特性参数通常不需要权衡,因为它会令你迷失方向。
当然,这里我无意阻止人们去获得更好的运放参数。
作者简介:Stephan Ohr(sohr@),EE Times Network技术编辑兼网站主编。
京公网安备 11011202001138号
