工程师必读的放大器设计100问
Q71[问:]放大器的反馈电阻不能太大,那具体的选择需要参考那些因素呢?仪表放大器的增益电阻选择是否也有同样的问题?
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/280546.htm[答:] 主要有电阻的噪声和电阻与放大器的电流噪声的乘积决定,以表放大器的增益电阻也会有同样的问题,但是它不是反馈电阻,所以相对于整个系统而言,影响不是最大的。
Q72[问:] 为什么放大器为高输入阻抗,低输出阻抗?
[答:] 放大器是输入阻抗越高,从信号源取得的电流就越小,在信号源内阻上的压降也就越小,信号电压就以最小的损失加到放大器的输入端。同理在输出端,输出阻抗越低,加在输出内阻的电压损失越小,负载就会获得尽可能高的输出电压。
Q73[问:] 反馈电阻是如何计算的?
[答:] 对于运放来说,反馈电阻跟增益电阻决定了电路的增益,相对信号幅度大小,选择一个差不多大小的电阻就可以,电阻太大会引入更多噪声,太小会增加系统功耗。
Q74[问:] ADI有没有相关的运放的计算软件?
[答:] ADI网站上提供了运放的选型软件:
http://www.analog.com/dynamic/parametric/scResultsDisplay.asp?SearchType=PSS&ProductLine=OPA&la=en。
仪表放大器的仿真软件:
http://designtools.analog.com/dt/inamp2/inamp.html?part=AD6235V 。
利用运放设计有源滤波器的仿真软件:
http://www.analog.com/en/amplifiers-and-comparators/products/dt-adisim-design-sim-tool/Filter_Wizard/resources/fca.html;
更多相关软件可在如下链接找到:
http://www.analog.com/en/tools-software-simulation-models/resources/amplifiers-and-comparators/operational-amplifiers-op-amps/index.html;
Q75[问:] 电路板设计与电路嘈声有关吗?怎样实际减少电路嘈声?
[答:] 减小噪声,首先要选择低噪声的器件。从电路板布线设计的角度,主要是考虑避免让板上高噪声的电路(比如数字电路)对低噪声部分(比如模拟信号)产生干扰。
Q76[问:] 请问外部噪声引入目标系统的途径和抑制方法有哪些?谢谢!
[答:] 取决于噪声的类型,比如说RFI干扰可以加入RFI滤波器,和电源滤波电容,如果是环境干扰很大,可以试着使用屏蔽盒等等.
Q77[问:] 如何减小高速ADC的输入噪声?
[答:] 要考虑在ADC前端加合适的抗混叠滤波器。
Q78[问:] 我正在寻找一种50Hz/60Hz的陷波器ADI能否提供一种单芯片解决方案不用外置过多的阻、容即可以实现之间的切换。以配合仪表放大器和ADC采样间的过度?
[答:] 你可以参考我们心电参考设计的陷波电路,具体可以到下面的网址下载:www.analog.com/chinasupport
Q79[问:]在PCB板布线时考虑输入端地线环绕布线减少干扰,但系统地线与现场接地相连时引起输出信号干扰更严重不知什么原因,请专家指导.
[答:] 有可能是因为现场的地噪声比较大,您能否测量一下现场的地是否有很大的噪声,相接的线是否过于长?您最好尽量减小连接线的长度,在接地点连接一个磁珠抑制一下高频的噪声,如果现场噪声实在是过于大,您可以考虑使用隔离期间,隔离开系统的地和现场的地。比如说ADuM系列产品。
Q80[问:] 第一级的增益为全部增益有时可能太大,请问有没有最大值限制?
[答:] 对于我们常用的电压反馈型来说,可配置的增益是受运放的增益带宽积限制的。比如一个电压反馈型运放的增益带宽积是100MHz,输入信号频率是10MHz,那么可以配置的最大增益是10,如果要实现更大的增益,就要考虑用多级放大了。
Q81[问:] 项目中应用开关电源供电,产生放大电路输出含高频分量,影响信号质量,如何处理?请教专家.
[答:] 把开关电源远离模拟电路,开关电源地输出加大滤波力度,你可以尝试不同的阻容、感容组合;同时模拟电路要做好去耦,一般在电源部分要0.1uF与0.01uF电容并联,你可以把0.1uF改为10uF或者100uF尝试 。
Q82[问:] 对于放大器本身与周边大功率散热器件导致的热噪声,对ADI放大器新设计理念中采取了哪些抑制或是降噪设计呢?
[答:] 对于放大器本身,工艺的进步和技术的进步使得放大器的噪声越来越低,至于周边的大功率器件,只能减少辐射,和减小温漂来解决。
Q83[问:] 我想问一下比较器和运放有啥区别?
[答:] 运算放大器是一种为在负反馈条件下工作设计的电子器件,设计重点是保证这种配置的稳定性,压摆率和最大带宽等其它参数是放大器在功耗与架构之间的折衷选择;相反,比较器是为无负反馈的开环结构内工作设计的,这些器件通常不是通过内部补偿的,因此速度即传播延迟以及压摆率(上升和下降时间)在比较器上得到了最大化,总体增益通常也比较小。
Q84[问:] 您好,请举例说明“将总的增益集中于第一级,有利于减小噪声”。谢谢。
[答:] 以两级放大为例,第一级为G1,噪声系数为F1,而第二级的噪声系数为F2,那么总的噪声系数为如下:
FTOTAL= F1 + (F2 -1)/G1
可见,G1越大,噪声系数越小。
Q85[问:] 老师好,我对数模共地尤其困惑,像0欧电阻共地、通过磁珠共地等,什么样的共地方式更好些,有什么具体讲究没?谢谢!
[答:] 磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用。
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