【世說芯品】這款緩沖放大器讓你的電路噪聲減半，試試？

時間：2021-11-08 15:37:18

關(guān)鍵字：緩沖放大器

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[導(dǎo)讀]許多電子電路需要利用一個器件來將不同的電路隔離或分離開。這種特殊器件稱為緩沖器，緩沖器是單位增益放大器，具有極高輸入電阻和極低輸出電阻。這意味著可以將緩沖器模擬為一個增益為1的壓控電壓源，緩沖器具有幾乎無限大的輸入電阻，因而不存在負(fù)載效應(yīng)，故VIN=VOUT。此外，緩沖器的輸出電...

許多電子電路需要利用一個器件來將不同的電路隔離或分離開。這種特殊器件稱為緩沖器，緩沖器是單位增益放大器，具有極高輸入電阻和極低輸出電阻。這意味著可以將緩沖器模擬為一個增益為1的壓控電壓源，緩沖器具有幾乎無限大的輸入電阻，因而不存在負(fù)載效應(yīng)，故V_IN = V_OUT。

此外，緩沖器的輸出電壓對負(fù)載電阻不敏感，因為理想緩沖器的輸出電阻基本上為零。將單位增益緩沖器放置在數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和負(fù)載之間，可以輕松解決負(fù)載效應(yīng)問題。

給系統(tǒng)添加單位增益緩沖器時，務(wù)必不要影響精度和性能。最重要的一點是計算增加的噪聲：

其中：

e_n = 緩沖器輸入電壓噪聲密度
i_n = 緩沖器輸入電流噪聲密度
f = 器件輸入帶寬(Hz)

在圖1所示電路中，各通道的電流噪聲極低(0.8 fA/√Hz)；相比之下，電壓噪聲則有(13 nV/√Hz)。因此，要降低系統(tǒng)中增加的噪聲，必須降低此電壓噪聲。并聯(lián)放置多個緩沖器可降低電壓噪聲。例如，兩個緩沖器并聯(lián)可將電壓噪聲降低√22，所有四個緩沖器并聯(lián)相當(dāng)于一個噪聲減半的緩沖器。這種方法的缺點是偏置電流、電流噪聲和輸入電容提高，但在本例中，這些效應(yīng)可忽略不計。在輸出之間放置一個 50 Ω之類的小電阻，可防止各輸出之間的細(xì)微差異引起的額外電流流動。對于對功耗不太敏感的應(yīng)用，可以省去這些 50 Ω電阻以提高可用輸出電流。

圖1. 新型低噪聲緩沖器AD8244

圖1所示電路是緩沖放大器的一種新型配置，能將電壓噪聲減半。AD8244 是一款四通道、JFET輸入、單位增益緩沖器，具有遠(yuǎn)超預(yù)期的高性能。其最大偏置電流為2 pA，電流噪聲接近于零，輸入阻抗為10 TΩ，因此即使源阻抗為MΩ級別，也幾乎不產(chǎn)生任何誤差。該器件具有低電壓噪聲、寬電源范圍和高精度特性，而且非常靈活，足以為任何需要單位增益緩沖器（甚至低源電阻）的應(yīng)用提供高性能。

圖2比較了普通單通道緩沖器和有四個并聯(lián)通道的新型緩沖器 AD8244的噪聲性能。

圖2. 緩沖器AD8244的性能：

噪聲僅為普通緩沖器的一半

AD8244

低功耗
250 μA（每放大器的最大電源電流）
FET輸入
輸入偏置電流：2 pA（最大值，25°C）
極高的輸入阻抗
低噪聲
電壓噪聲：13 nV/√Hz (1 kHz)
電壓噪聲：0.4 μV p-p
（0.1 Hz至10 Hz）
電流噪聲：0.8 fA/√Hz (1 kHz)
高直流精度
最大失調(diào)漂移：3 μV/°C
（B級）
帶寬：3 MHz
獨特的引腳排列
輸入至電源引腳間無漏電流
提供保護(hù)功能
軌到軌輸出
單電源供電
輸入范圍擴展至地
寬電源范圍
單電源：3 V至36 V
雙電源：±1.5 V至±18 V
采用10引腳緊湊型MSOP封裝

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原文轉(zhuǎn)自亞德諾半導(dǎo)體

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