功放相關概念

放大器中關於帶寬和增益帶寬等的主要指標:
開環帶寬:開環帶寬定義爲,將一個恆幅正弦小信號輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得開環電壓增益從運放的直流增益下降3db(或是相當於運放的直流增益的0.707)所對應的信號頻率。這用於很小信號處理。

單位增益帶寬GB:單位增益帶寬定義爲,運放的閉環增益爲1倍條件下,將一個恆幅正弦小信號輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得閉環電壓增益下降3db(或是相當於運放輸入信號的0.707)所對應的信號頻率。單位增益帶寬是一個很重要的指標,對於正弦小信號放大時,單位增益帶寬等於輸入信號頻率與該頻率下的最大增益的乘積,換句話說,就是當知道要處理的信號頻率和信號需要的增以後,可以計算出單位增益帶寬,用以選擇合適的運放。這用於小信號處理中運放選型。

轉換速率(也稱爲壓擺率)SR:運放轉換速率定義爲,運放接成閉環條件下,將一個大信號(含階躍信號)輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得運放的輸出上升速率。由於在轉換期間,運放的輸入級處於開關狀態,所以運放的反饋迴路不起作用,也就是轉換速率與閉環增益無關。轉換速率對於大信號處理是一個很重要的指標,對於一般運放轉換速率SR<=10V/μs,高速運放的轉換速率SR>10V/μs。目前的高速運放最高轉換速率SR達到6000V/μs。這用於大信號處理中運放選型。

全功率帶寬BW:全功率帶寬定義爲,在額定的負載時,運放的閉環增益爲1倍條件下,將一個恆幅正弦大信號輸入到運放的輸入端,使運放輸出幅度達到最大(允許一定失真)的信號頻率。這個頻率受到運放轉換速率的限制。近似地,全功率帶寬=轉換速率/2πVop(Vop是運放的峯值輸出幅度)。全功率帶寬是一個很重要的指標,用於大信號處理中運放選型。

建立時間:建立時間定義爲,在額定的負載時,運放的閉環增益爲1倍條件下,將一個階躍大信號輸入到運放的輸入端,使運放輸出由0增加到某一給定值的所需要的時間。由於是階躍大信號輸入,輸出信號達到給定值後會出現一定抖動,這個抖動時間稱爲穩定時間。穩定時間+上升時間=建立時間。對於不同的輸出精度,穩定時間有較大差別,精度越高,穩定時間越長。建立時間是一個很重要的指標,用於大信號處理中運放選型。

等效輸入噪聲電壓:等效輸入噪聲電壓定義爲,屏蔽良好、無信號輸入的的運放,在其輸出端產生的任何交流無規則的干擾電壓。這個噪聲電壓折算到運放輸入端時,就稱爲運放輸入噪聲電壓(有時也用噪聲電流表示)。對於寬帶噪聲,普通運放的輸入噪聲電壓有效值約10~20μV。

差模輸入阻抗(也稱爲輸入阻抗):差模輸入阻抗定義爲,運放工作在線性區時,兩輸入端的電壓變化量與對應的輸入端電流變化量的比值。差模輸入阻抗包括輸入電阻和輸入電容,在低頻時僅指輸入電阻。一般產品也僅僅給出輸入電阻。採用雙極型晶體管做輸入級的運放的輸入電阻不大於10兆歐;場效應管做輸入級的運放的輸入電阻一般大於109歐。

共模輸入阻抗:共模輸入阻抗定義爲,運放工作在輸入信號時(即運放兩輸入端輸入同一個信號),共模輸入電壓的變化量與對應的輸入電流變化量之比。在低頻情況下,它表現爲共模電阻。通常,運放的共模輸入阻抗比差模輸入阻抗高很多,典型值在108歐以上。

輸出阻抗:輸出阻抗定義爲,運放工作在線性區時,在運放的輸出端加信號電壓,這個電壓變化量與對應的電流變化量的比值。在低頻時僅指運放的輸出電阻。這個參數在開環測試。
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