你是否超越了運(yùn)放的輸入共模區(qū)間

測(cè)試電路時(shí)，在其輸入端加一個(gè)直流偏移為VCC電壓一半(或5V)的300Hz正弦波。調(diào) 節(jié)交流幅度，直到看到VOUT有一個(gè)變化。當(dāng)施加10V峰峰值輸入時(shí)，VOUT顯示一個(gè)接近正電源軌的削峰信號(hào)，而不是接近負(fù)電源軌。這個(gè)接近正電源軌的不良性能就是預(yù)計(jì)輸入超過9.2V時(shí)的結(jié)果。對(duì)于0~9.2V之間的VIN，VOUT顯示和預(yù)期一樣的正確波形(圖4)。

　　第二個(gè)例子使用一只TL971軌至軌輸出的電壓跟隨器電路，但結(jié)果卻不同。此時(shí)，運(yùn)放采用一個(gè)單5V電源。從數(shù)據(jù)表規(guī)格可知，有保證的VICMR區(qū)間跨越了1.15V~ 3.85V范圍，或中心在VCC/2的大約2.7V峰峰值。輸入端加的是一個(gè)直流偏移為2.5V的1kHz正弦波。將VIN的幅度從200mV峰峰值調(diào)向更高電平，直到看到VOUT的變化。

　　VIN中心在2.5V時(shí)，VIN增加到2.7V峰峰值，VOUT都有預(yù)期的線性特性。當(dāng)VIN增加到約3.5V峰峰值時(shí)，中心在2.5V，VOUT繼續(xù)跟隨VIN，表現(xiàn)出正確的運(yùn)放特性。注意這個(gè)線性特性好于數(shù)據(jù)表對(duì)VICMR的限制，但仍然超出了保證的極限值。當(dāng)VIN增加到略高于3.52V峰峰值時(shí)，VOUT開始在接近正電源5V軌和負(fù)電源0V軌時(shí)表現(xiàn)出非線性特性(圖5)。VIN進(jìn)一步增加到4.2V峰峰值，明顯超出了VICMR。當(dāng)輸入峰值超過了近正電源軌的極限時(shí)，VOUT的信號(hào)輸出超出電源軌，跳到正電源軌5V以上，并停留在這里，直到VIN回到可接受范圍內(nèi)(圖6)。當(dāng)輸入跌到接近負(fù)電源軌的極限以下時(shí)，VOUT的信號(hào)表現(xiàn)出一個(gè)相位反轉(zhuǎn)，跳至中軌2.5V，并以一個(gè)偏移跟隨VIN，直到VIN增加到VICMR內(nèi)的一個(gè)可接受電壓值。

　　這些例子表明，不同的非線性特性可以源于不同類型超出VICMR的運(yùn)放。雖然第二種情況中產(chǎn)生了相位反轉(zhuǎn)，但注意這個(gè)相位反轉(zhuǎn)并不出現(xiàn)在所有違反VICMR的運(yùn)放中，它與運(yùn)放有關(guān)。

　　這些例子用一個(gè)交流信號(hào)，評(píng)估運(yùn)放電路的VICMR。另一種有用的測(cè)試是給圖3中的電路輸入端加一個(gè)直流電壓源。當(dāng)改變直流輸入時(shí)，輸出電平會(huì)以一種類似的方式變化，而不是總在改變。根據(jù)電路的類型，在運(yùn)放的早期評(píng)估中，可以采用交流分析或直流分析，也可兩者兼用。

　　解決VICMR問題

　　如果在設(shè)計(jì)過程的晚期才發(fā)現(xiàn)運(yùn)放無(wú)法滿足VICMR要求，該怎么辦?也許該器件的其它參數(shù)非常適合于你的應(yīng)用，難以改換器件。這時(shí)可能要考慮下列一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)。首先，如果輸入波幅過大，則要用一個(gè)電阻分壓器，將信號(hào)保持在正確的VICMR區(qū)間內(nèi)。其次，如果輸入信號(hào)的偏移有問題，則嘗試使用一個(gè)輸入偏置或直流偏移電路，使輸入信號(hào)置于運(yùn)放VICMR區(qū)間規(guī)格內(nèi)。第三，可以嘗試換用一種能滿足所有其它要求的軌至軌輸入運(yùn)放。

　　在選擇一款運(yùn)放時(shí)，記住輸入共模電壓區(qū)間是最需懂得的重要規(guī)格。如果器件的輸入無(wú)法接受輸入信號(hào)的電平或范圍，則輸出端就會(huì)遇到麻煩。先處理好這個(gè)重要細(xì)節(jié)，則以后當(dāng)電路正確工作時(shí)，你就會(huì)贊賞自己的選擇。