必須建立一個參考電壓,通常在放大器輸出范圍的中點,以允許相對于“公共”的對稱輸出擺幅。通常通過將電源電壓除以一對電阻來實現,這種明顯簡單的解決方案降低了穩定性和功率電源抑制放大器。
圖1說明了使用交流耦合非反相放大器的問題。帶內增益為G = 1 + R 2 / R 1 。輸入通過R <偏置為V s / 2 sub> 8 / R 9 分頻器對。通過C 1 的反饋的電容耦合引入零,將dc噪聲增益降低到單位,并使輸出的dc電平保持等于偏置電壓。這可以防止由輸入偏移電壓的過度放大引起的失真。 f 的中斷頻率= 1 / [2R 1 C 1 ]且f = 1 / [2π(R 1 + R 2 )C 1 ],與輸入和輸出耦合電路相關的那些引入相移,從而增加了振蕩的可能性。
BW1 = 1 /πR 8 C 2
BW2 = 1 /2πR in C in
BW3 = 1 /2πR 1 C 1
BW4 = 1 /2πR 加載 C out
V out = (1 + R 2 / R 1 )對于X c1 << R 1
另一個潛在的限制是運算放大器的電源抑制。在沒有C2的情況下,電源電壓的變化將直接改變電阻分壓器設置的偏置電壓。雖然這在直流時不會出現問題,但除了最低頻率外,電源端子上出現的任何共模噪聲都會隨輸入信號放大。添加C2會增加電源抑制,但會降低低頻共模抑制,從而可以通過低于320 Hz的電源實現大量反饋。需要更大的電容器以避免“電機劃船”和其他穩定性問題。
更糟糕的是,除非電源被很好地旁路并且使用了仔細的布局,否則當電源線上會出現明顯的信號電壓。運算放大器為負載提供大輸出電流。由于非反相輸入以電源線為參考,這些信號將直接饋入運算放大器,通常處于產生“電機劃船”或其他形式振蕩的相位關系。
更有效在低電壓,單電源應用中提供偏置的方法是使用ADR821,它在單個封裝中集成了精密低功耗2.5V基準電壓源和單位增益穩定運算放大器,如圖2。
這個電路的好處是巨大的。使用ADR821可降低成本,功耗,外部元件數量和PC板面積。低阻抗參考可改善電源抑制和電路穩定性。它還可以用作A / D和D / A轉換器的參考。 ADR821具有0.2%的初始精度和15 ppm /°C的溫度系數,功耗低于400μA,非常適合要求精度和低功耗的應用。 ADR827提供相同的功能,但可替代1.25 V基準電壓源用于2.5 V基準電壓源,因此非常適用于極低電壓應用。
ADR821 / 27的TEMP引腳可用于監控系統溫度。該功能的典型性能如圖3所示。溫度輸出非常線性,溫度系數約為1.9 mV /°C。
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