添加時間：2019/10/24 10:26:05 文章作者：大功率手機信號放大器 文章來源：大功率手機信號放大器
輸入失調電壓（Offset Voltage，VOS）
定義：在運放開環使用時， 加載在兩個輸入端之間的直流電壓使得放大器直流輸出電壓為 0。
優劣范圍：1μV 以下，屬于極優秀的。100μV 以下的屬于較好的。最大的有幾十mV。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
對策：
1 選擇 VOS遠小于被測直流量的放大器，
2 過運放的調零措施消除這個影響
3 如果你僅關心被測信號中的交變成分，你可以在輸入端和輸出端增加交流耦合電路，將其消除。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
如果 IB1=IB2，那么選擇 R1=R2//RF，可以使電流形成的失調電壓會消失。但實際中IB1=IB2很難滿足
失調電壓漂移（Offset Voltage Drift）
定義：當溫度變化（μV/°C）、時間持續（μV/MO）、供電電壓（μV/V）等自變量變化時， 輸入失調電壓會發生變化。
后果：很嚴重。因為它不能被調零端調零，即便調零完成，它還會帶來新的失調。
對策：第一， 就是選擇高穩定性，也就是上述漂移系數較小的運放。第二，有些運放具有自歸零技術，它能不斷地測量失調并在處理信號過程中把當前失調電壓減掉。
輸入偏置電流（Input bias current， IB）
定義：當輸出維持在規定的電平時，兩個輸入端流進電流的平均值。Ib=（Ib1+Ib2）/2
優劣范圍：60fA~100μA。
后果：第一，當用放大器接成跨阻放大測量外部微小電流時，過大的輸入偏置電流會分掉被測電流，使測量失準。第二，當放大器輸入端通過一個電阻接地時，這個電流將在電阻上產生不期望的輸入電壓。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
對策：為避免輸入偏置電流對放大電路的影響，最主要的措施是選擇 IB較小的放大器。
輸入失調電流（Input offset current， IOS）
定義：當輸出維持在規定的電平時，兩個輸入端流進電流的差值。
優劣范圍：20fA~100μA。Ib=Ib1-Ib2
后果：失調電流的存在，說明兩個輸入端客觀存在的電流有差異，無法用外部電阻實現匹配抵消偏置電流的影響。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
噪聲指標（Noise）
運放常見的噪聲根源有兩類，一類為 1/f 噪聲，其電能力密度曲線隨著頻率的上升而下降；一類為白噪聲，或者叫平坦噪聲，其電能力密度曲線是一條直線，與頻率無關。
如何根據datasheet估算運放的噪聲？？
如何計算電阻的噪聲？？
噪聲的有效值和峰峰值關系：噪聲峰峰值為噪聲有效值的 6.6 倍。
輸入電壓范圍（Input Voltage Range）
定義：保證運算放大器正常工作的最大輸入電壓范圍。也稱為共模輸入電壓范圍。當運放最大輸入電壓范圍與電源范圍比較接近時，比如相差 0.1V 甚至相等、超過，都可以叫“輸入軌至軌”，表示為 Rail-to-rail input，或 RRI。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
理解：運放的兩個輸入端，任何一個的輸入電壓超過此范圍，都將引起運放的失效。注意，超出此范圍并不代表運放會被燒毀，但絕對參數中出現的此值是堅決不能超過的。
輸出電壓范圍（VOH/VOL 或者 Swing from rail）
定義：在給定電源電壓和負載情況下，輸出能夠達到的最大電壓范圍。當運放的輸出范圍已經接近于電源電壓范圍時，就自稱“輸出軌至軌”，表示為 Rail-to-rail output，或 RRO。
理解：在沒有額外的儲能元件情況下，運放的輸出電壓不可能超過電源電壓范圍，隨著負載的加重，輸出最大值與電源電壓的差異會越大。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
輸出電壓范圍，或者輸出至軌電壓有如下特點：
1） 正至軌電壓與負至軌電壓的絕對值可能不一致，但一般情況下數量級相同；
2） 至軌電壓與負載密切相關，負載越重（阻抗小） 至軌電壓越大；
3） 至軌電壓與信號頻率相關，頻率越高，至軌電壓越大，甚至會突然大幅度下降；
4） 至軌電壓在 20mV 以內，屬于非常優秀。
5） RRIO（輸入輸出均軌至軌）
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
共模抑制比（Common-mode rejection ratio， CMRR）
定義：差模電壓增益與共模電壓增益的比值，用 dB 表示。CMRR = 20 log （Ad/Ac）
優劣范圍：一般運放都有 60dB 以上的 CMRR，高級的可達 140dB 以上。運算放大器在單端輸入使用時，不存在這個概念。只有把運放接成類似于減法器形式，使得運放電路具備兩個可變的輸入端時，此指標才會發揮作用。
影響因素：一是運放本身的共模抑制比，二是對稱電路中各個電阻的一致性。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
開環電壓增益（Open-loop gain， AVO）
定義：運放本身具備的輸出電壓與兩個輸入端差壓的比值，用 dB 表示。
優劣范圍：一般在 60dB~160dB 之間。越大的，說明其放大能力越強。
理解：開環電壓增益是指放大器在閉環工作時，實際輸出除以運放正負輸入端之間的壓差，類似于運放開環工作——其實運放是不能開環工作的。AVO 隨頻率升高而降低
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
壓擺率（Slew rate， SR）
定義：閉環放大器輸出電壓變化的最快速率。用 V/μs 表示。
優劣范圍：從 2mV/μs 到 9000V/μs 不等。
理解：此值顯示運放正常工作時，輸出端所能提供的最大變化速率，當輸出信號欲實現比這個速率還快的變化時，運放就不能提供了，導致輸出波形變形——原本是正弦波就變成了三角波。
帶寬指標
與帶寬相關的指標主要有四項：
單位增益帶寬（Unity Gain-bandwidth， UGBW）
定義：運放開環增益/頻率圖中，開環增益下降到 1 時的頻率。
增益帶寬積（Gain Bandwidth Product， GBP 或者 GBW）
定義：運放開環增益/頻率圖中，指定頻率處，開環增益與該指定頻率的乘積。
-3dB 帶寬
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
定義：運放閉環使用時，某個指定閉環增益（一般為 1 或者 2、 10 等）下，增益變為低頻增益的 0.707 倍時的頻率。
滿功率帶寬（Full Power Bandwidth）
定義：將運放接成指定增益閉環電路（一般為 1 倍），連接指定負載，輸入加載正弦波，輸出為指標規定的最大輸出幅度，此狀態下，不斷增大輸入信號頻率，直到輸出出現因壓擺率限制產生的失真（變形）為止，此頻率即為滿功率帶寬。滿功率帶寬與器件壓擺率密切相關。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
全諧波失真（Total HARMonic Distortion-THD THD）
衡量一個時域波形與標準正弦波的差異程度的量。也被用于衡量一個放大器的保真程度。諧波是有規律的，在頻域中僅出現在指定頻點。放大器的失真度指標，有時也用 HD2、 HD3 表征。
放大器的失真度指標，與很多因素相關，最為顯著的有五個：第一是輸入信號頻率，第二是輸出信號幅度，第三是放大電路閉環增益，第四是輸出帶載大小，第五是供電電壓。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
建立時間（Settling Time）
定義：運放接成指定增益（一般為 1），從輸入階躍信號開始，到輸出完全進入指定誤差范圍所需要的時間。
優劣范圍：幾個 ns 到幾個 ms。
一般來說， SR 越大的，建立時間更小。
電源電壓抑制比（PSRR-Power Supply Rejection Ratio）
理解：電源電壓抑制比，其含義是運放對電源上紋波或者噪聲的抵抗能力。首先，正負電源具有不一定相同的 PSRR（PSRR-不一定等于PSRR+），其次，隨著電源電壓變化頻率的提升，運放對這個變化的抵抗能力會下降。一般情況下，電源變化頻率接近其帶寬時，運放會失去對電源變化的抵抗——即單位增益情況下電源變化多少，輸出就變化多少。因此電源旁常需要加旁路電容。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
熱阻（Thermal resistance， θJA）
定義：是導熱體阻止熱量散失程度的描述。有以下常用的兩種：
θJA，是指芯片熱源結（Junction）與芯片周圍環境（Ambient）（一般為空氣）的熱阻。
θJC，是指芯片熱源結（Junction）與芯片管殼（Case）的熱阻。
理解：對芯片來說，導熱路徑的兩端分別為自身發熱體與環境空氣。熱阻 θJA 越大，說明散熱越困難，其溫差也就越大。
大功率手機信號放大器-運算放大器15個常見指標-4G手機信號放大器
理想運算放大器的特點：
輸入阻抗為∞，開環放大倍數為∞，共模抑制比為∞，帶寬為∞，壓擺率為∞
輸出阻抗為無窮小，差模輸入電壓為0，輸入電流為0，失調電壓，失調電流均為0
兩個重要特性：
虛短：正負輸入端電壓相等
虛短：正負輸入端電流為0
