运算放大器的稳态误差分析

由于实际运算放大器与理想运算放大器的主要技术参数存在较大的差别,为提高实际运算放大电路的运算精度,采用节点电位分析法,以反相放大器为例,详细讨论了输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、开环直流电压增益有限、差动输入电阻不为无穷大、输出电阻不为零而引起的运算放大器的稳态误差,得出了明确的结论和相应补偿方法,为高精度运算放大电路稳态误差的分析提供了参考,有利于高精度运算放大电路的设计.     

基于对数放大器的微弱信号检测系统

为解决微弱光信号检测中信号动态范围宽及噪声干扰等问题,设计一种由对称晶体管等分立元件组成的对数放大器.用方波信号对该对数放大器的输入、输出及频率特性进行分析,结果表明在输入信号频率低于13 Hz时,放大器有很好的放大特性,输入信号动态范围达60 dB,小信号增益最高可达到90 dB.使用该对数放大器设计了微弱光信号检测系统,针对检测系统存在的误差问题,基于电路放大关系编写算法,该算法能有效减小系统的输出误差.实验结果表明该系统能有效检测微弱信号.     

高增益低噪声信号放大电路的研究

介绍了高增益低噪声信号放大电路的设计与研究,并给出了可变增益放大器LMH6505和运算放大器AD8041的工作原理.根据增益可变的要求,以AD8041和LMH6505为核心,通过Pspice软件对设计电路进行仿真,分析和验证了设计电路的可行性,并以此为基础对实际电路进行了测试与研究,完成了120dB大动态范围、工作频率...     

一种小信号放大电路设计

采用集成运算放大器OP07CP作为核心元件,将前置高输入阻抗的差动放大电路和通用差动输入放大电路级联,设计了共模抑制能力强、输入阻抗高、差动增益调整方便的一种小信号差动放大电路.实验结果表明,该放大电路有理想的放大效果.     

一种3.3 V/0.6μm轨对轨CMOS运算放大器的设计

基于0.6μm CMOS工艺,设计了一种轨对轨运算放大器.讨论了该运算放大器的原理、性能及设计方法,并进行了模拟仿真.此运算放大器采用了3.3V单电源供电,其输入共模范围和输出信号摆幅接近于地和电源电压,即所谓输入和输出电压范围轨对轨.其运放的小信号增益为77dB,单位增益带宽为4.32MHz,相位裕度为79度.由于电路简单,工作稳定,输入输出线性动态范围宽,非常适合于SOC芯片内集成.     

高速高精度模数转换器的数字后台校准算法

研究了模数转换器(ADC)的数字后台校准技术,提出了一种针对2.5 b/级高速高精度流水线ADC的数字后台校准算法.在2.5b/级电容翻转式余量增益电路(MDAC)中注入与输入信号相关的抖动信号,提取MDAC中由于电容失配和放大器增益有限性造成的非线性误差,并在最终的数字输出端对这些误差进行校准.文中提出的数字后台校准算法具有电路实现简单、不中断ADC正常工作、适合高速高精度流水线ADC等优点,能有效地降低电容失配和放大器有限增益等非理想因素对流水线ADC精度的影响.仿真结果表明,经校准后的ADC信号噪声失真比可从63.3dB提高到78.7dB,无杂散动态范围由63.9 dB提高到91.8 dB.     

一种高性能全差分运算放大器的设计

设计了一种具有高增益、大带宽的全差分折叠式共源共栅增益自举运算放大电路,适用于高速高精度流水线模数转换器余量增益电路(MDAC)的应用,增益自举运算放大器的主放大器和子放大器均采用折叠式共源共栅差分结构,并且主放大器采用开关电容共模反馈来稳定输出电压,该放大器工作在5.0V电源电压下,单端负载为2pF,采用华润上华(CSMC)0.5μm 5VCMOS工艺对电路进行仿真测试,结果显示该运放的直流增益可达到126.3dB,单位增益带宽为316MHz。精度为0.01%时的建立时间为4.3ns。     

射频宽带放大器设计与实现

随着微电子技术的发展,小信号的处理在通信和信息处理领域运用越来越广泛,宽带运算放大器广泛应用于A/D转换器、D/A转换器,有源滤波仪、波形发生器、广播、电视、通信、雷达等的接收机等电路中,而对小信号的宽带增益可控和频带内增益起伏控制是当前的一个难题。以两级可控增益放大器AD603为核心,电流反馈型运放THS3091配合,实现了增益可调和频带内增益起伏控制的宽带直流放大器。系统主要由四个模块构成:前置放大电路、可控增益放大电路、后级功率放大电路、频带内增益起伏控制比较电路。     

神经信号再生专用微电子系统的设计

根据神经束电信号的特点,提出一种适用于中枢神经束电信号探测放大和再激励的微电子系统设计方案,功能单元包括微弱神经电信号探测电路、交流信号耦合电路和神经束再激励电路.为面向生物体植入应用,系统设计主要考虑功耗、噪声和交流耦合输入等性能.另外,设计了2种运算放大器单元,分别是用于前置电路的低噪声、低功耗两级运算放大器和具有高增益、高驱动能力的输入输出全摆幅恒跨导折叠运算放大器.系统采用CSMC双层多晶硅双层金属(DP-DM)标准0.5μm CMOS工艺设计完成.仿真和测试结果表明设计芯片实现了微弱低频电信号放大功能,可用于神经信号再生应用,功耗和体积满足生物体植入式器件的要求.     

运算放大器误差分析的一种简易方法

本文给出运算放大器误差分析的一种统一的简易方法。运算放大器的各种误差都可以用等值的电压源或电流源来代替。运用理想电源转移规则,可以把这些误差源转移到放大器等值电路的输入支路。如果在转移过程中,放大器的输出支路出现了误差信号源,可将它除上放大器的闭环增益后,直接转移到输入支路。经过这样处理后,我们就在运算放大器的输入端求得与一切误差等值的总的误差源。     

可编程增益放大器AD526在应变测量中的应用

在动态应变信号测试中，经常需要根据信号的幅值不断调整放大器的放大倍数，测量电路复杂，精度低。采用可编程增益放大器和单片机构成自动调整放大增益的应变测试系统，该系统可对动态小应变信号进行采集处理，测量精度高，通用性强。     

一种新的无漂移磁通测量方法

实现磁通测量，通常采用运算放大器和阻容网络构成模拟积分方法，完成对输入感应电压的时间积分，然而却存在着系统漂移问题，采用乘法与求和实现数字积分运算，系统硬件主要由高性能运算放大器、A／D转换器、单片机、等部件组成，编写必要的控制、滤波及运算软件支持，实现了放大、模数变换、定量、运算、显示等功能，由于不需要用电容来实现对输入量的积分，所以系统不存在传统电容积分所固有的漂移问题，根据此原理设计了电路并进行反复测试，系统稳定性、重现性均很好。     

对负反馈放大器的再认识

我们知道引入负反馈后,放大电路的性能得到了改善,负反馈放大器的闭环增益A_f与开环增益A之间的关系是:A_f=A/(1 AF),也就是说引入负反馈后,其增益(传输函数)值下降了,其中A_f=x_0/x_i,A=x_0/x_di,F=x_f/x_0,而x_i,x_di,x_0,x_f,分别为放大器的原输入信号,净输入信号,输出信号和反馈信号,那么,在4种基本类型的负反馈放大器中,每种类型其电压放大倍数和电流放大倍数的求解是否有规律可循,怎样求解,它们之间的关系如何?怎样理解负反馈放大器对输入、输出电阻的影响?本文试对这些问题作一探讨和总结。     

小信号宽带直流放大电路设计

小信号宽带直流放大电路利用集成可变增益宽带放大器AD603来提高增益和实现电压增益可调,在输入部分采用高速噪声电压反馈型运放OPA642作为前级隔离,同时增大输入电阻,使用多种抗干扰措施减少噪声和抑制高频自激,在功率输出部分采用分立元件构成的放大电路。     

关于直流运算放大器回路系统中反相输入组态的几项误差及其对策

本文以一个小信号高精度的反相加法运算放大器为例,简要讨论了回路在非理想条件下可能发生的运算误差;文章还着重从四个主要方面,结合具体的实际电路,针对产生误差的原因,提出了典型的对策措施,可供在工程实践中参考应用.     

一种精巧的电动执行器控制电路

研制了一种电动执行器控制电路．电路中用一个四运算放大器分别构成具有高电压增益的负反馈差动放大电路和正反馈保护电路，前者用于给定信号与反馈信号的比较与差值信号的放大，后者用于过力矩保护．该电路具有体积小和性价比高的特点，并且具有行程限位和过力矩保护的功能．实践证明该电路是可行的．     

用于神经信号检测的低噪声CMOS前端放大器的设计

采用斩波稳定技术设计了一款低噪声CMOS放大器.该放大器用于神经信号的检测和放大,包括调制解调器、rail-to-rail输入放大级、带通滤波器、低通滤波器和振荡器5个模块.其中,rail-to-rail输入放大级提高了电路的输入共模范围,带通滤波器减小了残余失调,整个斩波稳定系统使电路显现低噪声特性.该电路采用TSMC 0.35μm CMOS工艺进行了仿真流片设计,低频等效输入相关噪声谱密度为13.2 nV/sqrt(Hz),开环增益为100 dB,3 dB带宽10 kHz,芯片面积为980μm×450μm.仿真结果显示,基于斩波稳态技术的低噪声放大器可作为一种有效的神经信号检测的前端电路.     

一种新型电流镜运算跨导放大器的设计

针对传统低压微功耗电流镜运算跨导放大器存在低增益和小摆率的缺陷,设计了一款新型电流镜运算跨导放大器。在不影响电路的静态功耗和稳定性的基础上,该运算跨导放大器采用增益提高(gain-boosting, GB)结构,增大了电路的小信号增益;引入开关型摆率增强(switched slew-rate enhancement, SSRE)结构,提高了电路的大信号摆率。基于UMC 0.11μm标准CMOS工艺进行电路设计和仿真。仿真结果表明：在1.2 V电源电压和10 pF负载电容下,与传统电流镜运算跨导放大器相比,设计的新型电流镜运算跨导放大器的增益提高了47 dB,正摆率提高了11.2倍,负摆率提高了12.4倍。     

自补偿式高增益低漂移放大器

本文报道了一种高增益、低漂移的前置放大器，它利用取样保持的方法，实现了运算放大器失调和温漂的自我补偿，从而实现了高增益、低漂移设计思想。实测结果表明，在放大器增益为６０ｄＢ，输入信号为０～５ｍＶ时，输大失调电压为２μＶ，输入温漂为０．２μＶ／℃，非线性误差为０．１６％。     

高增益、恒跨导Rail-Rail CMOS运算放大器设计

设计和研究了一种高增益恒跨导Rail-Rail CMOS运算放大器,输入级采用工作在亚阈值区的互补差分形式输入结构。与以往输入结构相比,不仅使输入共模电压达到Rail-Rail,而且降低了工作电压,提高了电源利用率。利用电流开关的作用使输入跨导在输入共模范围内恒定。中间级为MOS差分结构,并且同向驱动输出级使其具有推挽特性。采用嵌套米勒频率补偿使运算放大器稳定。整个电路采用华虹0.35μmCMOS工艺参数进行设计,工作电压为3.0 V。利用OrCAD HSPICE仿真结果显示,在10 kΩ电阻和5 pF电容的负载下,运算放大的直流开环增益为110 dB,相位裕度为70°,单位增益带宽为45 MHz。