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什么是跟随器电路运放输出轨至轨？

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 一文了解跟随器电路运放输出轨至轨 0
2021-3-16 08:27:15　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × Elva_chen 该类别下有 5 个回答。邀请回答 cmh25 该类别下有 5 个回答。邀请回答风动影随该类别下有 5 个回答。邀请回答 uwuefsdf 该类别下有 5 个回答。邀请回答 60user48 该类别下有 5 个回答。邀请回答 billbian 该类别下有 5 个回答。邀请回答梅子74 该类别下有 4 个回答。邀请回答蟹蟹蟹蟹该类别下有 4 个回答。邀请回答 tozhyan 该类别下有 4 个回答。邀请回答 zkzk196599 该类别下有 4 个回答。邀请回答 hvyweyrrwwrr 该类别下有 4 个回答。邀请回答 Oo一笑该类别下有 4 个回答。邀请回答 dechun28448 该类别下有 4 个回答。邀请回答 huhuiyun 该类别下有 4 个回答。邀请回答 freedom0zh 该类别下有 4 个回答。邀请回答 60user106 该类别下有 4 个回答。邀请回答 h1654155602.2407 该类别下有 4 个回答。邀请回答 qa110 该类别下有 4 个回答。邀请回答 sdgsgsgs 该类别下有 4 个回答。邀请回答 hnllyhsh 该类别下有 3 个回答。邀请回答举报李翰肃相关推荐 • 两款运放选型：要有军用等级，性能类似LM6144 3446 • 请问有使用过LMV358轨对轨双运放芯片的吗，帮忙看下 1371 • 请问运放的轨到轨是什么意思？ 356 • 经典运放电路的理解 4704 • 给一个精密传感器模拟前端设计信号调理模块是否应该使用轨到轨输入的运放？ 1261 • 运放的使用及外围电路 7220 • 轨到轨运放分析 4950 • 如何将双电源运放电路改为单电源电路 4547 • 关于运放跟随器的问题 15541 • 请问电源纹波对运放输出电压会有影响吗？ 4409 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　跟随器电路：　　前级采样电阻上的采样电压 VI_AMP_IN 经 U6 的跟随作用 VI_AMP_OUT 送至 ADC 进行 A/D 转换，U6 在此处的作用：减轻“负载效应”提高采集精度。D3，D4 为运放的输入保护二极管，当输入异常电压比电源电压还要高 VF（二极管正向导通压降）或者比地电位低 VF 时，二极管将会导通钳位。　　　　1 LMV831 的主要特性　　其一，该运放输入误差电压 VOS 最大为 1mV，有利于提高整体精度；　　其二，由于采用 CMOS 工艺，输入偏置电流低至 0.1pA，故不需要在消除偏置电压上花费额外精力；　　其三，输出驱动电流达到 30mA，很适合与 ADC 配合使用；　　其四，该运放在 1.8GHz 的频率下 EMIRR 高达 120dB，这一特性有利于抵抗板上射频模块的干扰；　　其五，轨至轨输出，在单电源供电条件下非常重要。　　2 输出特性　　　　从上表可以看出负载越重，运放输出轨至轨特性越差，但因为本次案例运放后级是连接低速 ADC，因此负载很轻，取表中的 6mV（VOH）和 5mV（VOL）作为典型值即可。　　单电源供电条件下，会将负载电阻 RL 接至 V+/2，实则是以 V+/2 作为虚拟地。　　3 仿真验证　　建立仿真电路如下：　　　　如 Figure 1-2 所示，将 LMV831 搭成放大倍数为 2 的同相放大器，同时输入幅值为 5V，频率为 10Hz 的三角波（为了能让输出饱和），仿真结果如 Figure 1-3 所示，显然，输出幅度非常接近 LMV831 的供电电压 4.5V，量得幅值为 4.49V（梯形波形的平台部分），波形下端也接近 0V，从而证实了该运放的轨至轨输出特性。　　　　4 轨到轨，还有细节需要注意　　ADC 的可接受电压范围为 0~4.096V，而现在 LMV831 搭成的跟随器可以支持 0~4.49V 的输出，似乎万事俱备，若前级采样电压也是 0~4.096V 范围（即运放输入电压），整个电路堪称完美！然而，直觉告诉我，事情肯定没这么简单。我突然想起当初选型时，TI 的运放筛选条件下，有一个 Rail-to-Rail 选项：　　　　这个选项从左到右分别为：输入轨至轨，输出轨至轨，输入到正轨，输入到负轨——等等，那么 LMV831 是否支持轨至轨输入？我满怀期待，然而遗憾的是，LMV831 数据手册并未提及输入是否也是轨至轨，进一步查阅发现该运放在 3.3V 供电时，共模输入范围为 -0.1V~2.1V！也就是说 3.3V 供电的时候，LMV831 是不支持轨至轨输入的！　　5 输入特性　　运放的共模输入范围与供电电压密切有关，电压越高，输入范围越大。为了验证 4.5V 供电电压下的最高不失真输入电压，搭建了 Figure 1-4 所示的仿真电路。　　　　对该电路执行“参数仿真”，分别测试供电电压为 3.3V、3.9V、4.5V 下的输出电压，如 Figure 1-5 所示，三角波为输入波形，3 个类似等腰梯形的波形为运放输出，其中，暗黄色为 4.5V 供电电压时的输出，绿色对应 3.9V 供电电压，紫色对应 3.3V 供电电压，显而易见：第一，LMV831 并非轨至轨输入；第二，该运放的共模输入范围随供电电压的提高而扩大，在 4.5V 供电电压下跟随器（增益为 1）最大输出电压约为 3.39V，也即最大输入电压为 3.39V。简言之，4.5V 供电电压下，LMV831 的最大共模输入电压（不失真）为 3.39V。　　　　在得知这个真相之后，一方面将运放的供电电压从 3.3V 提高到 4.5V，提高输出的范围，另一方面将采样电阻值改小，从而让最大采样电压小于 3.39V，从而规避了改板的风险！　　6 实际验证　　实际产品中用了 91:34 的电阻对输入 0~10V 进行分压，分压再经电压跟随器送至 ADC 进行 A/D 转换，分别测量电阻采样电压、运放输入端电压、运放输出端电压、A/D 转换电压，绘出 Figure 1-6。　　　　留意表格 1-2 的数据，随着运放输入电压缓慢接近“阈值”，传递误差急剧增加，当输入电压为 3.9954V 时，运放索性饱和输出 4.5460V！通过绘制图表 Figure 1-6 可以很明显观察到这个现象，从而证实了猜想。实际上我的目的也达到了，因为我只需要 0~12V 外部输入时线性度满足 0.2% F.S 就足够了。

2021-3-18 13:55:49 评论举报何壮梦