开环增益对运放电路的影响

描述

理想运算放大器的开环增益是无穷大的,但是现实是残酷的,所有运放的开环增益都不是无穷大,它是一个有限的值,下图是运放OPA333的开环增益:

运放电路

需要注意两点:一是同一型号的运放不同个体之间开环增益是不相同的,如OPA333最低106dB,典型值是130dB;二是开环增益会随温度变化而变化,当然是变差了。

下面研究开环增益对运放电路的影响,先看放大倍数为101倍的同相放大电路:

运放电路

 

运放电路

现在的情况是Avol并不是无穷大,我们考虑下面三种情况,看看Avol不是无穷大时,Avol对闭环增益的影响:

运放电路

以看到,Avol越大,放大倍数越接近101倍,这就是为什么我们要选择高开环增益运放的原因,低开环增益的运放是不适合高精度的应用,下面举例说明。

比如我们要将10mV的信号,放大101倍,理论计算:

运放电路

但是选择了开环增益为80dB的运放,实际输出为:

运放电路

如果选择参考电压3.3V,16bit的ADC,则:

运放电路

选择开环增益80dB的运放,产生的误差为:

运放电路

200LSB对一个16位的ADC来说,已经是很大的误差了,所以低开环增益的运放,不适合高精度的设计,切记!


 

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