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開(kāi)環(huán)增益對(duì)運(yùn)放電路的影響

CHANBAEK ? 來(lái)源:模擬電路學(xué)習(xí)筆記 ? 作者:長(zhǎng)飲恨 ? 2023-03-17 15:52 ? 次閱讀

理想運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益是無(wú)窮大的,但是現(xiàn)實(shí)是殘酷的,所有運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益都不是無(wú)窮大,它是一個(gè)有限的值,下圖是運(yùn)放OPA333的開(kāi)環(huán)增益:

pYYBAGQUGlGAT9XMAAAt7ZOfjsA275.png

需要注意兩點(diǎn):一是同一型號(hào)的運(yùn)放不同個(gè)體之間開(kāi)環(huán)增益是不相同的,如OPA333最低106dB,典型值是130dB;二是開(kāi)環(huán)增益會(huì)隨溫度變化而變化,當(dāng)然是變差了。

下面研究開(kāi)環(huán)增益對(duì)運(yùn)放電路的影響,先看放大倍數(shù)為101倍的同相放大電路:

pYYBAGQUGl6ANE54AAAtVyLPfjM936.png

pYYBAGQUGnOACoIXAABMSc3tcMk694.png

現(xiàn)在的情況是Avol并不是無(wú)窮大,我們考慮下面三種情況,看看Avol不是無(wú)窮大時(shí),Avol對(duì)閉環(huán)增益的影響:

poYBAGQUGoKABycTAABSezDdgI8274.png

以看到,Avol越大,放大倍數(shù)越接近101倍,這就是為什么我們要選擇高開(kāi)環(huán)增益運(yùn)放的原因,低開(kāi)環(huán)增益的運(yùn)放是不適合高精度的應(yīng)用,下面舉例說(shuō)明。

比如我們要將10mV的信號(hào),放大101倍,理論計(jì)算:

pYYBAGQUGo2AJlP9AAAQKt9Pn4s111.png

但是選擇了開(kāi)環(huán)增益為80dB的運(yùn)放,實(shí)際輸出為:

poYBAGQUGpWAFk0eAAAQyF1EHFo767.png

如果選擇參考電壓3.3V,16bit的ADC,則:

pYYBAGQUGp6AN4oHAAATZETDh08554.png

選擇開(kāi)環(huán)增益80dB的運(yùn)放,產(chǎn)生的誤差為:

poYBAGQUGrOACf8PAAAeoquEVUg431.png

200LSB對(duì)一個(gè)16位的ADC來(lái)說(shuō),已經(jīng)是很大的誤差了,所以低開(kāi)環(huán)增益的運(yùn)放,不適合高精度的設(shè)計(jì),切記!


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