運放電路中,造成信號失真的因素有很多,運放的輸入輸出限制就是其中之一,特別是非軌對軌(Rail to Rail)輸入輸出的運放,尤其要注意信號的輸入輸出是否在其范圍之內(nèi),以免造成信號失真。
運放的輸入輸出限制,分開來講,分別對應(yīng)共模輸入電壓和輸出電壓擺幅。
共模輸入電壓
運放共模輸入電壓定義了正常輸入時,所需的共模電壓范圍,共模輸入電壓通常與運放的供電電源有關(guān)。如果超過這個范圍,輸出信號就會工作在非線性,引起失真。
如下圖所示,運放的供電電源為±2.5V,其共模輸入電壓范圍為-2.6V < VIN < -1.0V,輸出電壓范圍為 -2.3V < VOUT < 2.3V。
可以分析,輸出電壓不在共模輸入電壓范圍內(nèi),所以可能會導(dǎo)致輸出電壓不在 μV 級別,可能會到 mV 級別。
輸出電壓擺幅
運放輸出電壓擺幅也與運放供電電源有關(guān)。同樣,如果超過這個范圍,也會使得輸出信號產(chǎn)生失真。
如下圖所示,運放的供電電源為 5V,其共模輸入電壓范圍為 -0.1V < VIN < 1.5V,輸出電壓范圍為 0.2V < VOUT < 4.8V。
上圖的共模輸入電壓為 0V,工作在共模輸入電壓范圍,理論輸出電壓應(yīng)該也是 0V,但是并不在輸出電壓擺幅范圍內(nèi),所以輸出電壓可能達到 200mV,引起了較大誤差。
信號失真仿真示例
下面看一個仿真示例:輸入是±1.5V 的三角波,輸出出現(xiàn)削波現(xiàn)象,其原因在于輸入幅值不在共模輸入電壓范圍。當三角波幅值達到 1.5V 時,已經(jīng)超過共模輸入電壓的最大值 1V,所以會產(chǎn)生削波現(xiàn)象。
總結(jié):使用非軌對軌運放時,需要考慮輸入電壓是否在共模輸入電壓范圍,同時還要考慮輸出電壓擺幅問題。當然,如果是軌對軌運放,造成的影響就會小很多。
〈烜芯微/XXW〉專業(yè)制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等,20年,工廠直銷省20%,上萬家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯(lián)系下方的聯(lián)系號碼或加QQ/微信,由我們的銷售經(jīng)理給您精準的報價以及產(chǎn)品介紹
聯(lián)系號碼:18923864027(同微信)
QQ:709211280