對高分辨率ADC應(yīng)用中的增益誤差和帶寬考慮(06-100)

　　想象一下，一個(gè)由運(yùn)算放大器(op amp)所驅(qū)動(dòng)并設(shè)置為16位的高分辨率ADC。為了使該對ADC和放大器達(dá)到16位的性能，在其它條件相同的情況下，有必要使驅(qū)動(dòng)放大器達(dá)到一個(gè)顯著優(yōu)于1LSB或0.0015%的增益精度。這個(gè)精度水平為選擇放大器帶來了兩個(gè)限度，它們都與其增益誤差相關(guān)聯(lián)。

　　與放大器閉環(huán)增益相關(guān)的兩個(gè)增益誤差來源為：

　　·由于放大器的有限環(huán)路增益而引起的增益誤差。

　　·由于不充分的閉環(huán)帶寬導(dǎo)致的增益誤差。

　　在選擇放大器時(shí)，這兩種誤差來源都應(yīng)該考慮到 。

　　圖1的波德圖顯示了開環(huán)增益 (AVO)，回饋衰減因數(shù)(β)，噪聲增益(1/ β)，和環(huán)路增益Aβ(或 AVOβ@DC)間的關(guān)系，為非反相運(yùn)算放大器電路的頻率的功能。在非常低的頻率下，開環(huán)增益為100dB。這個(gè)放大器的主要極點(diǎn)補(bǔ)償把極點(diǎn)設(shè)置于10Hz 與100Hz之間。在一個(gè)decade后 ，這個(gè)開環(huán)增益的坡度在增長的頻度下為-20dB/decade。

　　環(huán)路增益Aβ被定義為開環(huán)增益與閉環(huán)增益的差。環(huán)路增益在回饋理論中具有一個(gè)特別位置，可以告訴我們正在產(chǎn)生多少可用于控制信號的開環(huán)增益。它與電路的增益誤差或精度直接相關(guān)。如果一個(gè)放大器的開環(huán)增益和環(huán)路增益很大，那么回饋信號βVOUT就將變成與輸入信號近似相同的拷貝。這就解釋了為什么運(yùn)算放大器的兩個(gè)終端在使用大量的負(fù)電流回饋時(shí)，變得基本相等?；仞佋酱?，回路增益越大，兩個(gè)輸入之間就越緊密，而所得的差就是增益誤差了。注意Aβ與開環(huán)增益AVO一樣，取決于頻率，隨頻率的降低而降低。更高的環(huán)路增益相當(dāng)于更高的精度。