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入放大器与双极型设计相比,jfet输入低噪声放大器具有超低输入电流噪声密度(0.5fa/),但输入电压噪声密度相对较大(大于10nv/),jfet设计允许单电源工作。1pa的输入偏置电流使jfet放大器非常适合高阻抗信号源应用。但是,由于jfet放大器的电压噪声较大,在源阻抗较低的应用中,它通常不是设计工程师的首选。 cmos输入放大器新型cmos输入低噪声放大器能够提供与双极型设计相当的电压噪声指标。cmos输入放大器的电流噪声与最好的jfet输入设计相当,甚至优于jfet输入放大器。例如,max4475具有低输入电压噪声密度(4.5nv/)和低输入电流噪声密度(0.5fa/),单电源供电时可提供超低失真(0.0002% thd+n)。这些特性使得cmos输入放大器成为低失真、低噪声应用(如音频前置放大器)的最佳选择。另外,cmos输入放大器允许非常低的输入偏置电流、低失调电压和非常高的输入阻抗,能够满足源阻抗较高的信号调理,如:图3所示的光电二极管前置放大电路。图4所示为用于16位dac输出的缓冲器。结论没有一种放大器能够适合所有应用。表1总结了三种常见放大器设计的典型噪声参数。1. 数据来自
调整雨刷速度,为了抑制低频可见光信号,雨量传感器工作在100hz以上的脉冲频率。可按照下述规格考虑雨量传感器的tia设计: ir光电二极管脉冲峰值电流为:50na至10μa,取决于反射光。 导通时间= 5%占空比= 5%rf = 100kω选用bpw46光电二级管表1列出了部分低噪声、cmos输入运算放大器,非常适合不同领域的tia应用。本设计示例中,我们选择max9636运算放大器。max9636同样适合其它电池供电的便携设备,具有较好的低静态电流、低噪声性能。对于宽带应用,可选择max4475、max4230等运算放大器。 表1. 适合用作互阻放大器的maxim运放 把相关参数带入式10,估算反馈电容: ci= 光电而二极管结电容(70pf)+ max9636输入电容(2pf) = 72pf fgbwp = 0.9mhz. 运算放大器的增益带宽积并未经过调理,变化范围可能达到±40%.因此,即使数据手册给出了单位增益带宽典型值为1.5mhz,也要在计算中采用60%的单位增益带宽作为典型值。 其中,rf = 100kω,计算得到cf = 1
低输入电压噪声密度:4.5nV/Hz;低输入电流噪声密度:0.5fA/√Hz;低失真:0.0002%THD+N(1kΩ负载);单电源操作:+2.7~+5.5V;输入共模电压范围包括地电平;1kΩ负载轨至轨输出可达满摆幅;10MHz GBW乘积,单位增益稳定;极好的DC特性:VOS=70μV,IBIAS=1pA,大的信号增益=120dB;低功耗的停机模式:减小电源电流至0.01μA,输出置于高阻态;可用节省空间的SOT23,SOIC,μMAX®封装