TPS77725PWPRG4變跨導式模擬乘法器
發布時間:2019/11/9 17:52:22 訪問次數:1101
TPS77725PWPRG4故式(6.5.11)可簡化為
vo=(1+Rf/R1)(vio+rloR2) (6.5.12)
由式(6.5,12)可見,(1+rf/f1)和r2越大,vio和ii0引起的輸出誤差電壓也越大。
當用作積分運算時,用1/(sC)代替Rf,輸出誤差電壓為
vo(s)=[1+1/(sCR1)] [yIo(s)+iio(s)r2]
當yIo和J1o隨著時間變化時,即有
uo(t)=vio(t)+1/r1c(t)dt+f1o
由式(6,5.13)可以看出,積分時間常數t=R1C越小或積分時間越長,ylo和JIo引起的輸出誤差電壓qo(J)越大。在理想情況下,yI。rFo為零時,輸出誤差電壓vdd(r)也為零。
可在運放輸入級加一調零電位器,或在輸入端加一補償電壓或補償電流的補償電路,以抵消yo和JIo的影響,使yo為零。電路如圖6.5.5a、b所示。
(a)調零電路 (b)反相端加入補償電路
除失調電壓yIo和失調電流JIo對運算放大器的輸出誤差的影響外,還有輸入失調電壓溫漂ΔyIo/Δr和輸人失調電流溫漂ΔJIo/Δr的影響,當溫度變化時,同樣也會引起輸出的誤差電壓。即有
yo=(1+yu)(Δr+RΔr) (6.5.14)
應當指出,由于溫漂產生的輸出誤差難以用人工調零或補償辦法來抵消,尤其是作積分運算時,積分漂移會導致放大器進人飽和工作狀態,而無法進行正常的積分運算。因此,在積分電路中,常選用失調和溫漂小的集成運放,或將時間常數適當選大些。
集成運放電路的輸入失調電壓yo。輸人失調電流fo和輸人偏置電流rF是如何定義的?它們對運放的工作產生什么影響?
為了減小運算電路輸出端的誤差電壓,對集成運放的參數有什么要求?實用上要減小輸出端的誤差電壓,可采用何種措施?溫度漂移產生的輸出誤差電壓能否用外接人工調零電路的辦法完全抵消?
試說明在下列情況下,應選用何種類型的集成運放?并列出器件型號和滿足要求的主要指標。作為一般交流放大電路;高阻信號源(h=10 MΩ)的放大電路;微弱電信號(os=10 uV)的放大器;為減小積分電路的積分誤差,應選用何種運放?
集成運放的轉換速率sR受限制的原因是什么?
741型集成運放的sR=0.5Ⅴ/us,B吼=10 kHz時,它的最大不失真輸出電壓幅值為多少?
查表6,5,1,試比較BJT-741和CMOs-TCL2274集成運放的輸人電阻rl、偏置電噪聲特性和輸出電阻ro各有什么優缺點,一般應用什么場合?
模擬集成乘法器是實現兩個模擬量相乘的非線性電子器件,它不僅應用于模擬運算方面,而且廣泛地應用于通信、測量系統、醫療儀器和控制系統,進行模擬信號的變換與處理,已成為模擬集成電路的重要分支之一。
實現模擬量的相乘方法很多,其中變跨導相乘的方法是以差分式電路為基礎,它的電路性能好,又便于集成化,在模擬集成乘法器中得到了廣泛的應用。下面簡要介紹變跨導式四象限模擬乘法器。
變跨導式模擬乘法器的工作原理,變跨導式模擬乘法器是在射極耦合差分式放大電路的基礎上發展起來的,與6.2.2節所討論的差分式放大電路的差異在于電流源ro=vEE受輸人電壓pY的控制,如圖6.6.1a所示。由式(6,2,10)的關系得
由式(4,7.13)的關系,得知變跨導二象限乘法器(a)原理電路 (b)同相(或反相)乘法器的代表符號
圖中T3、T4構成壓控鏡像電流源,當vY))veE時,有vEE=vb將式(6,6.2)和式(6.6.3)代人式(6,6.1),可得b1=vxvY=-KoxvY式中Κ=Rc/(2Ryr),輸出電壓為
由式(6.6,5)可知,olo與x,vY的乘積成正比。電路是由vY控制電流源T3、T4的電流Fm,jEF的變化導致BJT TJ和T2的跨導gm變化,因此該電路稱為變跨導式模擬乘法器。應當指出的是,圖中T1、T2的輸出電壓vf1是接至電壓跟隨器A1、A2再接運放A3組成的差分式電路的輸入端,它不僅將雙端輸人vdd轉換為單端輸出po,同時又有放大差模信號和抑制共模信號的作用。圖6.6.1b所示為同相(或反相)乘法器的符號。
TPS77725PWPRG4故式(6.5.11)可簡化為
vo=(1+Rf/R1)(vio+rloR2) (6.5.12)
由式(6.5,12)可見,(1+rf/f1)和r2越大,vio和ii0引起的輸出誤差電壓也越大。
當用作積分運算時,用1/(sC)代替Rf,輸出誤差電壓為
vo(s)=[1+1/(sCR1)] [yIo(s)+iio(s)r2]
當yIo和J1o隨著時間變化時,即有
uo(t)=vio(t)+1/r1c(t)dt+f1o
由式(6,5.13)可以看出,積分時間常數t=R1C越小或積分時間越長,ylo和JIo引起的輸出誤差電壓qo(J)越大。在理想情況下,yI。rFo為零時,輸出誤差電壓vdd(r)也為零。
可在運放輸入級加一調零電位器,或在輸入端加一補償電壓或補償電流的補償電路,以抵消yo和JIo的影響,使yo為零。電路如圖6.5.5a、b所示。
(a)調零電路 (b)反相端加入補償電路
除失調電壓yIo和失調電流JIo對運算放大器的輸出誤差的影響外,還有輸入失調電壓溫漂ΔyIo/Δr和輸人失調電流溫漂ΔJIo/Δr的影響,當溫度變化時,同樣也會引起輸出的誤差電壓。即有
yo=(1+yu)(Δr+RΔr) (6.5.14)
應當指出,由于溫漂產生的輸出誤差難以用人工調零或補償辦法來抵消,尤其是作積分運算時,積分漂移會導致放大器進人飽和工作狀態,而無法進行正常的積分運算。因此,在積分電路中,常選用失調和溫漂小的集成運放,或將時間常數適當選大些。
集成運放電路的輸入失調電壓yo。輸人失調電流fo和輸人偏置電流rF是如何定義的?它們對運放的工作產生什么影響?
為了減小運算電路輸出端的誤差電壓,對集成運放的參數有什么要求?實用上要減小輸出端的誤差電壓,可采用何種措施?溫度漂移產生的輸出誤差電壓能否用外接人工調零電路的辦法完全抵消?
試說明在下列情況下,應選用何種類型的集成運放?并列出器件型號和滿足要求的主要指標。作為一般交流放大電路;高阻信號源(h=10 MΩ)的放大電路;微弱電信號(os=10 uV)的放大器;為減小積分電路的積分誤差,應選用何種運放?
集成運放的轉換速率sR受限制的原因是什么?
741型集成運放的sR=0.5Ⅴ/us,B吼=10 kHz時,它的最大不失真輸出電壓幅值為多少?
查表6,5,1,試比較BJT-741和CMOs-TCL2274集成運放的輸人電阻rl、偏置電噪聲特性和輸出電阻ro各有什么優缺點,一般應用什么場合?
模擬集成乘法器是實現兩個模擬量相乘的非線性電子器件,它不僅應用于模擬運算方面,而且廣泛地應用于通信、測量系統、醫療儀器和控制系統,進行模擬信號的變換與處理,已成為模擬集成電路的重要分支之一。
實現模擬量的相乘方法很多,其中變跨導相乘的方法是以差分式電路為基礎,它的電路性能好,又便于集成化,在模擬集成乘法器中得到了廣泛的應用。下面簡要介紹變跨導式四象限模擬乘法器。
變跨導式模擬乘法器的工作原理,變跨導式模擬乘法器是在射極耦合差分式放大電路的基礎上發展起來的,與6.2.2節所討論的差分式放大電路的差異在于電流源ro=vEE受輸人電壓pY的控制,如圖6.6.1a所示。由式(6,2,10)的關系得
由式(4,7.13)的關系,得知變跨導二象限乘法器(a)原理電路 (b)同相(或反相)乘法器的代表符號
圖中T3、T4構成壓控鏡像電流源,當vY))veE時,有vEE=vb將式(6,6.2)和式(6.6.3)代人式(6,6.1),可得b1=vxvY=-KoxvY式中Κ=Rc/(2Ryr),輸出電壓為
由式(6.6,5)可知,olo與x,vY的乘積成正比。電路是由vY控制電流源T3、T4的電流Fm,jEF的變化導致BJT TJ和T2的跨導gm變化,因此該電路稱為變跨導式模擬乘法器。應當指出的是,圖中T1、T2的輸出電壓vf1是接至電壓跟隨器A1、A2再接運放A3組成的差分式電路的輸入端,它不僅將雙端輸人vdd轉換為單端輸出po,同時又有放大差模信號和抑制共模信號的作用。圖6.6.1b所示為同相(或反相)乘法器的符號。