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開環增益對運放電路的影響

CHANBAEK ? 來源:模擬電路學習筆記 ? 作者:長飲恨 ? 2023-03-17 15:52 ? 次閱讀

理想運算放大器的開環增益是無窮大的,但是現實是殘酷的,所有運放的開環增益都不是無窮大,它是一個有限的值,下圖是運放OPA333的開環增益:

pYYBAGQUGlGAT9XMAAAt7ZOfjsA275.png

需要注意兩點:一是同一型號的運放不同個體之間開環增益是不相同的,如OPA333最低106dB,典型值是130dB;二是開環增益會隨溫度變化而變化,當然是變差了。

下面研究開環增益對運放電路的影響,先看放大倍數為101倍的同相放大電路:

pYYBAGQUGl6ANE54AAAtVyLPfjM936.png

pYYBAGQUGnOACoIXAABMSc3tcMk694.png

現在的情況是Avol并不是無窮大,我們考慮下面三種情況,看看Avol不是無窮大時,Avol對閉環增益的影響:

poYBAGQUGoKABycTAABSezDdgI8274.png

以看到,Avol越大,放大倍數越接近101倍,這就是為什么我們要選擇高開環增益運放的原因,低開環增益的運放是不適合高精度的應用,下面舉例說明。

比如我們要將10mV的信號,放大101倍,理論計算:

pYYBAGQUGo2AJlP9AAAQKt9Pn4s111.png

但是選擇了開環增益為80dB的運放,實際輸出為:

poYBAGQUGpWAFk0eAAAQyF1EHFo767.png

如果選擇參考電壓3.3V,16bit的ADC,則:

pYYBAGQUGp6AN4oHAAATZETDh08554.png

選擇開環增益80dB的運放,產生的誤差為:

poYBAGQUGrOACf8PAAAeoquEVUg431.png

200LSB對一個16位的ADC來說,已經是很大的誤差了,所以低開環增益的運放,不適合高精度的設計,切記!


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