Texas Instruments OPAx186精密运算放大器（运放）是一款低功耗、24V、轨到轨输入和输出零漂移运算放大器。该放大器只有10µV的失调电压（最大值）和0.04µV/°C的失调电压随温度漂移（最大值）。该设备非常适合精密仪器、信号测量和有源滤波应用。

数据手册：*附件：Texas Instruments OPAx186精密运算放大器数据手册.pdf

Texas Instruments OPAx186具有低静态电流消耗 (90µA)，非常适合功率敏感型应用，如电池供电仪器和便携式系统。此外，高共模架构和低失调电压支持在正电源轨上进行高侧电流分流监测。该器件在运输、处理和组装过程中提供强大的ESD保护。

特性

• 高精度
  • 失调漂移：0.01µV/°C
  • 低失调电压：1µV
• 低静态电流：90µA
• 出色的动态性能
  • 增益带宽：750kHz
  • 转换率：0.35V/µs
• 设计坚固耐用
  • 已过滤RFI/EMI的输入
• 轨到轨输入/输出
• 电源电压范围：4.5V至24V
• 温度范围：-40°C至+125°C

功能框图

OPAx186精密运算放大器技术解析：零漂移架构与高精度信号调理方案

产品概述

OPAx186系列（包含OPA186/OPA2186/OPA4186）是德州仪器(TI)推出的低功耗24V轨到轨输入/输出零漂移运算放大器。该系列器件凭借‌1μV超低偏移电压‌和‌0.01μV/°C的温度漂移特性‌，成为精密仪器仪表、信号测量和有源滤波应用的理想选择。

‌核心优势‌：

• ‌零漂移架构‌：消除1/f噪声，提供长期稳定性
• ‌超低功耗‌：每通道静态电流仅90μA（典型值）
• ‌宽电源范围‌：4.5V至24V（±2.25V至±12V）
• ‌全输入/输出摆幅‌：支持轨到轨操作
• ‌增强型EMI抑制‌：集成RFI/EMI输入滤波

关键性能参数

直流特性（VS=±12V）

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入偏移电压	OPA186/OPA2186	-	±1	±10	μV
输入偏移漂移	-40°C至+125°C	-	±0.01	±0.04	μV/°C
电源抑制比	-	-	±0.02	±0.2	μV/V
输入偏置电流	VS=±12V	-	±5	±55	pA

交流特性（VS=±12V）

• ‌增益带宽积‌：750kHz
• ‌压摆率‌：0.35V/μs
• ‌0.1Hz-10Hz噪声‌：125nVpp
• ‌建立时间‌（0.1%，1V阶跃）：7.5μs

架构设计解析

零漂移工作原理

OPAx186采用创新的‌斩波稳定架构‌，通过周期性校正输入偏移误差实现超低漂移：

1. ‌输入调制‌：CHOP1模块将输入信号调至高频
2. ‌误差校正‌：GM1增益级后进行误差检测与存储
3. ‌解调输出‌：CHOP2模块恢复基带信号
4. ‌纹波抑制‌：专用陷波滤波器消除调制残余

增强型输入保护

• ‌200mV超电源摆幅‌：支持(V-)-0.2V至(V+)+0.2V共模范围
• ‌无相位反转‌：过驱时输出箝位而非信号反相
• ‌多路复用友好‌：可承受±250mV差分输入而不锁存

典型应用电路

高边电流检测方案

‌设计要点‌：

1. ‌检测电阻选择‌：10mΩ/1W（10A满量程）
2. ‌差分放大配置‌：
   • R1=R3=1kΩ（0.1%匹配）
   • R2=R4=30kΩ（增益30V/V）
3. ‌输出范围‌：300mV-3.3V对应1A-11A检测

‌性能验证‌：

• ‌带宽‌：24.2kHz（噪声增益31V/V）
• ‌线性度‌：±0.005% @10A（实测）
• ‌温度稳定性‌：±0.1%全温区误差

电桥信号调理

‌优化设计‌：

• ‌激励电压‌：5V基准（REF5025）
• ‌仪表放大器配置‌：
  • 第一级增益100V/V（OPA2186）
  • 二阶Butterworth滤波（fc=100Hz）
• ‌共模抑制‌：＞120dB（1kHz）

布局与热管理

PCB设计规范

1. ‌电源处理‌：
   • 每电源引脚配置0.1μF陶瓷电容（距离＜5mm）
   • 多层板采用完整地平面
2. ‌信号路径‌：
   • 对称差分走线（长度匹配±50μm）
   • 敏感节点添加保护环
3. ‌热梯度控制‌：
   • 避免功率器件邻近放置
   • 采用热对称布局（SOIC封装θJA=135.3°C/W）

热设计参数

封装类型	θJA	θJC	ΨJT
SOIC-8	135.3	75.6	25.4
SOT-23-5	166.8	62.2	12.1
SOIC-14	84.3	37.4	6.7

选型指南

器件版本对比

型号	通道数	推荐封装	适用场景
OPA186	单通道	SOT-23-5	空间受限应用
OPA2186	双通道	SOIC-8	差分信号处理
OPA4186	四通道	SOIC-14	多通道系统

工业应用推荐

1. ‌过程控制‌：
   • 压力/流量变送器（0.05%FS精度）
   • RTD温度测量（±0.1°C稳定性）
2. ‌能源管理‌：
   • 电能计量前端（6000:1动态范围）
   • 直流电源监测（±18V共模耐受）