那些年，我們關(guān)注過的放大電路設(shè)計要點

　　4月，在ADI公司舉辦的“放大電路設(shè)計，你最關(guān)心啥？”話題討論中，ADI資深專家，攜手?jǐn)?shù)十位工程師共同探討，觀點大碰撞，激發(fā)智慧火花。在此，特別分享其中頗具參考性的觀點，大多是工程師們實際設(shè)計的經(jīng)驗之談，可謂實實在在的干貨，也歡迎各位讀者留言分享你的感受。

　　網(wǎng)友Watzmann：我們關(guān)心共模電壓，0中頻架構(gòu)要求ADC與運放采取直流耦合，合適的共模電壓可以避免因轉(zhuǎn)換電壓帶來的額外功耗。

　　網(wǎng)友SunRF ：為什么低頻放大電路不太考慮最大功率輸出呢？

　　ADI專家對此回復(fù)：在低頻電路中，反向行波效應(yīng)不明顯，主要考慮信號電壓以及電流。而在中頻及射頻應(yīng)用中，由于反射的存在，要實現(xiàn)最大功率傳輸，還要考慮阻抗匹配的問題，否則導(dǎo)行電磁波會產(chǎn)生很大的反射。

　　網(wǎng)友skymid ：關(guān)注什么指標(biāo)，看應(yīng)用在什么地方啦，我比較關(guān)注的是增益，帶寬和噪聲。因為我選擇的ADC一般用于ADC的前端驅(qū)動，為了使運放的噪聲和精度不影響ADC的 SNR等指標(biāo)，需要根據(jù)ADC的輸入信號帶寬，有效位數(shù)等指標(biāo)來確定運放的指標(biāo)，所以要求選擇低噪聲高精度寬帶放大器，比如ADA4930是個不錯的選擇，anyway，沒有最好的，只有最合適的，應(yīng)用不同，關(guān)注的重點就不同。

　　網(wǎng)友fangjinbiao：失調(diào)電壓，因為它傷過我的心

　　網(wǎng)友GuPeng：我最關(guān)心的是 失調(diào)電壓 帶寬 壓擺率和輸入輸出電壓范圍，選擇好了這些參數(shù)，一個電路基本就可以正常工作了。至于其他的參數(shù)：一般的運放共模抑制比至少有60dB，電源抑制比一般都有100dB；如果要求便攜式低壓工作，則要選擇輸入輸出軌到軌運放；如果在高速電路中，首先關(guān)注的就是帶寬和壓擺率；還有像輸入失調(diào)電流 輸出驅(qū)動電流 供電電壓范圍等參數(shù)都要根據(jù)實際的應(yīng)用場合來選擇合適的芯片。

　　網(wǎng)友李鎮(zhèn)江：我覺得首要的還是電源的影響吧，以前做的板子電源部分處理不好直接影響到整個作品的效果。

　　網(wǎng)友Summer ：以前做精密儀器的時候，選型時考慮的要素有：失調(diào)電壓以及其溫漂系數(shù)，輸入電流，噪聲頻譜，供電范圍，輸入范圍，輸出驅(qū)動能力，功耗。用的最多的是OP177和AD8629。

　　對于AD8629這種運放還得考慮輸入帶寬。一直對運放的SETTLING TIME存有疑問，發(fā)現(xiàn)運放負(fù)載RC選值會影響到ADC的精度，要改采樣時刻，這個細(xì)微的信號示波器又是觀察不到的，用的ADC（24BIT）如果采樣早 了就會讀值有差異。 現(xiàn)在告別了小信號測量這個領(lǐng)域，從事音頻、視頻相關(guān)的模擬設(shè)計，整個信號鏈路和信號放大電路還是相通的，比如CODEC就是DAC和ADC的功能，功放就 是運放，LINE TRANSCEIVER就是儀表放大器?，F(xiàn)在不再考慮OFFSET、線性度這些設(shè)計要素，轉(zhuǎn)而對器件的SNR，信納比，THD這些動態(tài)指標(biāo)關(guān)注較多，正在 學(xué)習(xí)中，ADIMTTUTORIAL和LINEAR CIRCUIT DESIGN HANDBOOK寫的不錯。

　　網(wǎng)友jiangxi0929：現(xiàn)在正在做I-V 小信號前置放大關(guān)心的

　　1）是電源供電方式，2）帶寬，3）偏置電流，4）噪聲等

　　網(wǎng)友1512787260：我所設(shè)計的比較關(guān)心增益，噪溫，帶寬。在放大器應(yīng)用當(dāng)中，基本都使用在前端射頻信號的放大，增益的有一點的要求，特別是噪溫，往往需要很好的噪聲溫度系數(shù)。當(dāng)然在設(shè)計中，放大器的供電也很重要，電源設(shè)計的不合理會給信號放大帶來很多不確定的問題。

　　網(wǎng)友TLZme：作為前置放大部分，個人首先考慮 增益和 噪聲電平 兩個要求。經(jīng)過前級放大，放大倍數(shù)足夠的情況下輸出的噪聲要盡量小。

　　網(wǎng)友kkfjenui：相對而言，我還是比較關(guān)心電源抑制比（PSRR）問題：隨著公司產(chǎn)品的升級，成本的節(jié)約，設(shè)備主板電源電流的量級要求的增加。最終用戶希望能延長電池使用時 間（即高效的DC/DC轉(zhuǎn)換過過程、使用效率的穩(wěn)壓器）。然后實用當(dāng)中與線性穩(wěn)壓相比，開關(guān)穩(wěn)壓器在電源線中產(chǎn)生更多的紋波

　　網(wǎng)友方紅敏：我比較關(guān)心失調(diào)電壓和共模抑制比，失調(diào)電壓對于采樣精度要求較高的場合還是很重要，誤差還是很大的。

　　網(wǎng)友changaibin：我對運放放大器指標(biāo)最關(guān)注的是噪聲電平，因為數(shù)字電路、開關(guān)電源等常常會帶來不同程度的噪聲，從而干擾模擬電路部分（即是采取濾波等措施也不能完全消除），造成運放輸出的失真（尤其在運放輸入端為微弱的小信號時）。

　　網(wǎng)友maoshen：輸入共模范圍在后期開發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境，溫度，和外在emi有著相關(guān)聯(lián)的關(guān)系。

　　網(wǎng)友caobz：我最關(guān)心的是輸入阻抗、失調(diào)電壓、壓擺率。特別在對高電壓進(jìn)行采樣時，分壓電阻阻值也就需要用很大的阻值，為防止運放本身的輸入電阻對放大倍數(shù)的影響，輸入 阻抗是必須考慮的因素；失調(diào)電壓直接影響輸出信號的偏差，特別在對交流信號進(jìn)行處理后，造成正半周和負(fù)半周信號的幅度不相等；壓擺率直接影響信號相位滯后 的參數(shù)，對實時檢測信號單片機(jī)而言，更是顯得極其重要，如果信號經(jīng)過運放放大后，輸出信號的相位滯后得太大，無疑對實時檢測系統(tǒng)來說是很嚴(yán)重的問題，特別 在閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，相位的滯后很可能造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的產(chǎn)生的振蕩現(xiàn)象。

　　ADI專家：為大家的觀點點個贊！很實在的分享！個人談?wù)勅绾卧诒姸嗟姆糯笃髦羞x擇合適的芯片：首先可以通過供電電壓把選擇范圍降下來；帶寬、輸入輸出范圍、初始失調(diào)電壓、初始偏置電流、輸入噪聲等參數(shù)指標(biāo)可以進(jìn)一步將芯片的種類縮小。當(dāng)然，在實際工程中，很重要的一點是性價比。

　　網(wǎng)友曾永龍：我最關(guān)心的是電源抑制比和失調(diào)電壓，就一般放大電路而言，電源沒處理好，很容易引入噪聲，使得輸出波形很雜，所以電源抑制比是很重要的，至于失調(diào)電壓，對于小信號放大就比較重要了。

　　網(wǎng)友dingranshiwo：您好！本學(xué)期我正在學(xué)習(xí)《傳感器原理》這門課程，所以對于最近的課程設(shè)計中，對我最重要的是共模抑制比。 原因如下：傳感器測量量比較微小的時候，高共模抑制比可以抑制傳感器輸出共模電壓，大大減少了干擾。尤其是巧妙地配合了半橋、全橋這樣的測量電路，使得電 路測量更加準(zhǔn)確。謝謝。

　　網(wǎng)友sunny_adi：我很關(guān)心AC-PSRR和SR。在目前的設(shè)計中對其供電采用的是開關(guān)電源，故AC-PSRR會影響其失調(diào)電壓。對于高速應(yīng)用中SR是很重要的參數(shù)，決定了最大輸入電壓參數(shù)。

　　網(wǎng)友green007：如果要求輸出幅直，就看軌到軌，壓擺率 如果是精密類，就看噪聲，失調(diào) 只知道這么多了。

　　網(wǎng)友hustei_ly：在最近項目用的運放里面要用某種探頭某種應(yīng)用的采集圖像，一個探頭需要許多輔助電壓，所以用運放是來產(chǎn)生探頭所需的直流偏壓。設(shè)計的時候首先考慮的是噪聲電 平和電源抑制比，然后是失調(diào)電壓，帶寬（當(dāng)然是希望盡量?。?。因為整個板子是一個Boost升壓電路供電，雖然后面加了LDO，但是為了保證產(chǎn)生的偏壓符 合探頭需求，必須將供電輸出噪聲（也就是運放的供電電壓）嚴(yán)格控制，同時較高的PSRR可以對運放供電電源上的噪聲有一個很好的抑制，然后考慮的是失調(diào)電 壓，因為探頭偏壓是經(jīng)運放放大產(chǎn)生的，電阻都是選用的1%精度的，以使放大的倍數(shù)更精確，從而使輸出電壓符合要求，如果失調(diào)過大，很影響輸出精度，所以對 運放的失調(diào)電壓也有很大的一個要求。最后還要注意下運放的帶寬，因為這里放大直流電平，所以對帶寬沒特別大要求，應(yīng)選用盡量小帶寬的運放，高帶寬的運放更 容易引入噪聲。對運算的壓擺率、CMRR、R2R等沒有很大要求。

　　ADI專家adi_peng：主要還要看應(yīng)用的領(lǐng)域，如果是小信號放大，比較關(guān)心輸入阻抗，偏流，噪聲，失調(diào)， CMRR， PSRR。但就個人而言最關(guān)心的還是增益帶寬積。

　　ADI專家ADI_Wei：是的，網(wǎng)友們說的都很全面了，不同的應(yīng)用領(lǐng)域關(guān)注點不同，對于高精度的應(yīng)用，噪聲、失調(diào)電壓可能是最關(guān)心的；對于高速的應(yīng)用則需要關(guān)注帶寬、壓擺率、輸出電 流；對于弱電流檢測的應(yīng)用，輸入偏置電流可能是最重要的，例如AD549偏流就比較??；對于高溫場合的應(yīng)用，例如石油鉆井，高溫就是必要的了，如 AD8634；還有汽車電子，需要汽車級的……不管什么場合，信號的電壓輸入輸出范圍，誤差來源，封裝，價格，樣片提供等都是我們要考慮的。因此，很多時 候選擇一個合適的運放比選擇一個ADC更難。

　　網(wǎng)友wsdymg：對于不同的設(shè)計需要考慮的參數(shù)不一樣吧，不同的應(yīng)用可能考慮的側(cè)重點不一樣，低壓應(yīng)用中，比較關(guān)注軌到軌（R2R），在精確測量中比較關(guān)注失調(diào)電壓，在 高速應(yīng)用中比較關(guān)注帶寬等，比如我現(xiàn)在做的電池管理系統(tǒng)對共模電壓就比較關(guān)注。

　　網(wǎng)友zachfly：確實與應(yīng)用相關(guān)吧，我主要做視頻相關(guān)的，對于模擬信號，CMRR和PSRR太重要了，輕則干擾有條紋，嚴(yán)重時“白雪”飄飄。如果單純靠芯片抑制是很難實現(xiàn) 的，設(shè)計者必須對外部電路進(jìn)行分析，加必要的外設(shè)電路進(jìn)行濾波和旁路，至于噪聲電平，現(xiàn)在芯片抑制比已經(jīng)做得很好了，只要保證輸入輸出設(shè)計得當(dāng)，同時 PCB設(shè)計要特別注意，不要輕易與其他數(shù)字信號產(chǎn)生公共阻抗，沒想象的那么難。 作為應(yīng)用工程師，選合適的芯片最重要了，其實上述提到的參數(shù)，芯片已經(jīng)盡可能集成做到最佳了，基本有個概念的認(rèn)識就可以了，不知道這是不是一種悲哀。

　　網(wǎng)友jianping：噪聲電平啊，音頻運放要求比較高，還有一個自勵振蕩，惱火得很。

　　ADI專家adi_susan：對于高精度的系統(tǒng)來講，噪聲和失調(diào)電壓的溫漂最重要了，因為溫漂系數(shù)很難校準(zhǔn)得掉，因此一定要考慮。放大器的溫漂和噪聲可以等效為信噪比，從而換算成對應(yīng)的 分辨率位數(shù)，這樣就可以確定ADC的分辨率了。如果放大器的性能指標(biāo)沒有達(dá)到，即使系統(tǒng)中選一個24位的ADC也是沒有用 的。 另外，對于稍高信號頻率的應(yīng)用，小信號帶寬和壓擺率是要分別考慮的。