OPAx892超低失真运算放大器深度解析与应用指南

描述

Texas Instruments OPAx892超低THD运算放大器是一款超低电压噪声、高速电压反馈放大器。这些放大器非常适合用于低压噪声应用,包括通信和成像。单放大器OPA892和双放大器OPA2892具有出色的交流性能,带宽为290MHz,压摆率为700V/µs,增益为10V/V时的稳定时间为30ns (0.1%)。Texas Instruments OPAx892可在10或更高增益和 –9或更低增益下稳定工作。这些放大器具有200mA的高驱动能力,每个放大器仅消耗7.5 mA的电源电流。OPAx892在f = 1MHz时的总谐波失真 (THD) 为 –68dBc,设计用于需要低失真的应用。由于在宽输出电压范围内失真保持较低,因此OPAx892适用于成像、声纳和音频等大动态范围应用。

数据手册:*附件:Texas Instruments OPAx892超低THD运算放大器数据手册.pdf

特性

  • 超低电压噪声:0.95nV/√Hz
  • 高速
    • 增益带宽积:2GHz
    • 压摆率:700V/μs
    • 稳定时间:30ns (0.1%)
  • 在增益≥ 10V/V时稳定工作
  • 输出驱动,IO = 200mA(典型值)
  • 超低失真
    • THD = –78dBc (f = 1MHz, RL =150Ω)
    • THD+N = -114dBc (f = 1kHz, BW = 80kHz)
  • 各种电源
    • VCC = ±4.5V至±18V
  • OPA892上偏移零引脚

功能框图

电压反馈放大器

OPAx892超低失真运算放大器深度解析与应用指南

一、产品核心特性与技术创新

Texas Instruments OPA892/OPA2892系列是采用先进互补双极工艺制造的高性能运算放大器,具有以下突破性特性:

三大核心优势‌:

  • 超低噪声性能‌:0.95nV/√Hz电压噪声密度,2.3pA/√Hz电流噪声
  • 卓越动态性能‌:2GHz增益带宽积,700V/μs压摆率,30ns建立时间(0.1%)
  • 极低失真特性‌:THD=-78dBc@1MHz(RL=150Ω),THD+N=-114dBc@1kHz

关键参数对比‌:

参数OPA892(单路)OPA2892(双路)
封装SOIC-8(4.9×6mm)HVSSOP-8(3×4.9mm)
静态电流7.5mA/通道15mA/器件
热阻124.5°C/W52°C/W

二、硬件设计要点

1. 引脚配置与功能

OPA892关键引脚‌:

  • 引脚1/8:失调电压调节(NULL)
  • 引脚2/3:反相/同相输入(IN-/IN+)
  • 引脚6:输出(OUT)
  • 引脚4/7:负/正电源(VCC-/VCC+)

OPA2892特殊设计‌:

  • 集成热焊盘设计,建议连接至大面积铜箔
  • 双通道独立控制,通道间串扰<-54dBc@1MHz

2. 电气特性亮点

动态性能‌:

  • 全功率带宽:31.8MHz(±15V供电)
  • 0.1dB平坦带宽:17MHz(G=10V/V)

失真特性曲线‌:

  • 1MHz时HD2=-78dBc,HD3=-86dBc
  • 输出摆幅20Vpp时THD保持稳定

三、典型应用方案

1. 超声波成像前端设计

信号链配置‌:

  1. 传感器接口‌:G=10非反相配置
  2. 滤波网络‌:10MHz低通滤波(R=220Ω,C=7.2pF)
  3. 电源设计‌:±15V供电,6.8μF+0.1μF去耦组合

关键参数优化‌:

  • 启用Offset Nulling功能(10kΩ电位器)
  • 布局时保持反馈路径<5mm
  • 采用4层板设计,专用模拟地层

2. 专业音频系统设计

性能优化策略‌:

  • 采用分列终端:60Ω+60Ω+4.7nF
  • 工作点设置:Vout=3VRMS(RL=600Ω)
  • SMPTE失真:-109dBc(60Hz+7kHz混合)

四、PCB设计规范

1. 布局准则

  • 电源处理‌:每个电源引脚配置0.1μF陶瓷电容(距离<2.54mm)
  • 热管理‌:HVSSOP封装使用9×150μm过孔阵列
  • 信号路径‌:输入走线远离高频开关节点

2. 抗干扰设计

  • 敏感节点采用保护环设计
  • 反馈电阻优先使用0603及以上封装
  • 避免在放大器下方走数字信号线

五、选型与生产指南

1. 型号解码规则

OPA2892DGNR:

  • DGNR:HVSSOP-8带热焊盘
  • .B后缀:卷带包装(3000pcs/卷)

2. 量产测试要点

  • 重点测试项目:THD+N@1kHz, 建立时间
  • 老化条件:125°C/96小时HTRB测试
  • ESD要求:HBM≥4kV, CDM≥1.5kV
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