轨到轨放大器采用低噪声LT2的远端1677线地震检波器

Glen Brisebois

LT1677 和 LT1884 是凌力尔特寻求“理想”运放的最新成果1.这两款器件均可采用低至 2.7V 的电源工作，仅具有 20μV 的输入失调电压，并具有轨到轨输出。LT1677 具有非常低的噪声 3.2nV/√Hz;LT1884 具有非常低的 150pA 输入偏置电流。下面显示的两个应用电路中的每一个都利用了这些放大器的某些特定子集。

采用低噪声LT2的远端1677线地震检波器前置放大器

LT1677 在观察阻抗为 600Ω 至 2700Ω 的传感器（例如图 1 所示的地震检波器）时，针对最低的总体噪声进行了优化。此应用需要低噪声放大器，因为必须解析的地震信号，无论是自然的还是人为的，都非常小，并且需要高增益。

图1.远程2线地震检波器前置放大器。

更复杂的是，地震检波器经常被埋在地下，以避免交通和其他表面效应的干扰，因此通常必须远离。

图1中的电路对检波器信号施加~100增益，并通过调制自身的电源电流将其传输回运营商。U2 是一款配置为一个 1635mA 的稳定电流源的 LT5。然后，这将为 LT1677 以及另一个 LT1635供电，这次配置为一个 3V 并联稳压器。电阻器R6 和 R7 设置了一个 1.85V 的DC偏置电压，将输出摆幅失调居中 Q3，并将 LT1677 输入共模保持在最精确的范围内2.这会在R1两端施加约15.10V的电压，从而从主电源通过Q7额外拉出2mA电流。正是这个7mA将被交流信号调制。大约 12mA 的总电流使接收器电阻两端有 3V，7mA 允许在 1V 偏置点附近产生 ±5.3V 的峰值信号。

该电路作为电流环路工作，因此具有良好的抗干扰性，干扰出现在U2和Q2上，而不是R12上。Q1温度补偿Q2。C1导致增益提升至10Hz以下，此时检波器响应下降。C3将带宽限制为1kHz。D1至D4形成桥式整流器，因此本地布线是任意的。LT1677 可直接驱动 R10，但 Q3 用作输出缓冲器，以便大电流不会侵蚀 LT1677 的高开环增益。

采用 LT1884 的差动放大器：采用单 42V 电源的 ±5V CM 输入范围，而不牺牲差分增益

在大电压之上测量小电压可能非常困难。通常，标准差动放大器拓扑由非常高值的输入电阻和低值分压和反馈电阻实现，如图2所示。但是，这会导致显著的差模衰减。

图2.标准差动放大器可以处理高压CM输入，但代价是差分增益。

图 3 中的电路采用 LT1884 来实现高共模输入范围和抑制，而不会牺牲差分增益。U1B 通过 R5 和 R6 对共模进行采样，并通过 R3 和 R4 将其归零。R3-R1比值必须与R4-R2比值非常匹配，以避免此时导致共模到差模转换。一旦共模归零，差模输入电压将转换为差分输入电流，并在R7两端看起来没有衰减。共模输入电压理论上可以高达约250V（受U1B输出接地和÷100比保持共模在2.5V的限制），但实际上受到R1和R2的工作电压以及R1-R3和R2-R4的比率匹配的限制。

图3.单电源差动放大器。U1B 将共模归零，以便 U1A 可以专注于差模。

1、理想的运算放大器不仅具有零噪声、零输入失调、无寄生电容、无限增益和带宽，并自行供电，而且可以免费完成所有这些工作。

2、请注意，LT1677 具有轨至轨输入。

审核编辑：郭婷