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[讨论] (转)运放OPA690的使用

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发表于 2015-8-13 11:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

使用背景:做高频小信号放大,用于信号前级处理部分

具体细节要求:10mV的20MHz信号,放大10倍

使用参考数据:

表1 增益与带宽关系(±5V供电情况下)


增益
带宽MHz
1
500
2
220
10
30

  • ±2.5~±5V双电源供电或者+5~+12V单电源供电
  • 输出电压范围±4V
  • 输出电流190mA
  • 禁用电流100uA

使用方法:

360截图20150813115615368.jpg


同普通运放管脚布置大体相同,唯一不同的是8管脚为低功耗模式控制端口,当此管脚悬空或者至高时则处于正常工作状态,如果置低则供电电流下降至100uA一下,芯片停止工作,处于省电模式。

360截图20150813115707695.jpg


实际应用中按照上图连接电路,上图为放大2倍,放大十倍的要求则需要将RF选定为1KΩ(200Ω~1.5KΩ均可满足),RG=100Ω,如果需要进行阻抗匹配则将RM并联至RG,用以调节输入阻抗。同时这三个电阻确定后则再确定RB的值,使得同相输入端和反相输入端对地的直流电阻相等即可确定RB的值,此举使得输入的直流偏流降低至最小。0.1uF电容的作用是电压耦合,减小二次谐波输出引起的波形失真。

使用结果和问题:

测试时输入信号频率在100KHz时能够放大10倍,频率逐渐调大,当超过5M再调至20MHz的过程中,放大后的输出的信号逐渐变小,并且在接近20MHz时输出的信号偏有失真。尝试在增大频率时则失真更加厉害。

360截图20150813115737006.jpg


对比上图可以看出,在小信号输入的情况下,当增益为10,输入信号频率大于4MHz时,输出即开始有所下降,超过10MHz时下降的更加厉害,由此得出结论,在放大倍数≥10时,OPA690的高频性能不好。

360截图20150813115807257.jpg


当输入信号为大信号时,放大倍数为10时输入信号的频率能够得到显著提高,大信号输入时高频性能稍好些。

注意事项:

  • 用于放大应用时,Rf最好参考数据手册推荐的,尤其是放大两倍和五倍时。
  • OPA690用做射随器时,反馈回路不能直接短路,需要接25Ω电阻
  • OPA 690最好不要用最射随器,容易产生自激
  • G>1时,Rf取值范围有限制,200Ω
  • Rf||Rg的经验值是Rf||Rg<300Ω

额外补充:

用于滤波

360截图20150813115841420.jpg


上图为5MHz中心频率的二阶带通滤波器,同时还可以将信号放大三倍。

    另外有源滤波一般只能做到500K一下,所以不用担心运放的模拟带宽,只要选好压摆率合适的运放就行。至于模拟带宽对信号的影响,只有可禁用带宽的运放OPA690,才能限制信号的带宽,其他的都没有那么严格。一个5M的滤波器,通过一个4M的方波,出来波形失真不会很大,这和滤波器的截至频率没有关系,和滤波器的群延迟有关系。所以通常我们所说的滤波器截至频率都是指的通过单频信号,就是正弦波,或者宽频谱信号的主频。不用去考虑对谐波的影响。




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