OPA4377低噪聲5.5MHz帶寬CMOS運放

01簡介

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^{▲ TB購買的連接部分}

OPA4377的： TB購買鏈接 。

OPA4377 是一款有TI公司出品的低噪聲、低靜態電流、精密汽車級別四運放。它的應用於 LMV324 基本上相同。不過可以從以下幾個特點來對比一下該款運放與LMV324之間的主要差別。

根據他們相應的數據手冊的信息進行對比：

1. RAIL-RAIL：

工作在VCC= 5V，CL,RL與VCC/2連接。

• LMV324:
  VOH=4.95； VOL= 40mV
• OPA4377：
  輸出電壓與RAIL的範圍：10mV。

2. 動態特性：

• LMV324：
  GBP： 1MHz，
• OPA4377：
  GBP: 5.5MHz , SR : 2$V/\mu s$
  Noise: 7.5$nV/\sqrt {Hz}$.

3.工作電源

• LMV324
  工作電源：2.7~6V， 工作電流：145uA
• OPA4377:
  工作電源：2.2V ~5.5V

^{▲ OPA4377的封裝}

02實驗測試

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1.建立相應的AD庫

^{▲ OPA4344元器件及其封裝}

2.實驗電路設計¹

^{▲ 實驗電路的原理圖}

PIO十管腳功能定義：

序號	符號	描述
1	+5V	工作電源
2	GND	工作地
3	2.5V	電源電壓一半參考電壓
4	GND	測量電流參考地
5	IINPUT	測量電流輸入
6	IOUT	放大電流輸出
7	VIN	跟隨電壓輸入
8	VOUT	跟隨電壓輸出
9	AVCIN	交流電壓輸入
10	AVCOUT	交流電壓輸出

焊接完畢的實驗電路板。

^{▲ 實驗電路板}

3. 電路靜態測試

• 工作電路：~ 5mA
• 參考電壓輸出：2.5017V；
• IOUT電壓：1.940mV
• AVCOUT：2.4989V
• VOUT：2.4979V
  ^{▲ 實驗電路板在麪包板上測試狀態}

 

03電路性能測量

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1.輸入輸出電壓RAIL-TO-RAIL的性能

序號	負載	輸入電壓	輸出電壓
1	∞	+5V	4.988V
2	∞	GND	1.480mV
3	10k	+5V	4.976V
4	10k	GND	1.481mV
5	1k	+5V	4.859V
6	1k	GND	1.466mV
7	200	+5V	3.728mV
8	200	GND	1.348mV

2.AC放大功能

• 輸入信號1kHz，Vpp=2.5V

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# TEST1.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2020-06-20
#
# Note:
#============================================================

from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *

ds6104open()

x,y1,y2 = ds6104readcal(1, 2)
plt.plot(x, y1, label='Input')
plt.plot(x, y2, label='Output')
plt.xlabel("Time(s)")
plt.ylabel("Voltage(V)")
plt.grid(True)
plt.legend(loc='upper right')
plt.show()

#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : TEST1.PY
#============================================================

^{▲ 輸入正弦1kHz，Vpp=2.5V信號}

• 輸入信號1kHz, Vpp = 3V

^{▲ 輸入正弦1kHz，Vpp=3.7V信號}

• 幅值小的方波信號
  

  ^{▲ 輸入31.5kHz}

• 幅值大的方波信號

^{▲ 輸入幅值大的方波信號}

3.電流放大功能

• 工作負載電阻：分別設置爲109,200,430,1000 $\Omega$
• 驅動電壓：+5V

從下表哥可以看出其中具有非常大的非線性。

序號	電阻	IOUT(mV)
1	109.2	1173
2	200	338
3	430	2.434
4	1000	2.172

• 在電阻爲200時，電流 $I_1 = 0.025A$, 放大信號輸出：$V_1 = 0.338V$
• 在電阻爲1092，時，電流：$I_2 = 0.04579A$，放大器輸出：$V_2 = 1.173V$

根據採樣電阻大約爲Rs = 0.075Ω，從而可以推斷出該電流放大電路的增量放大倍數：

$\Delta A = {{V_2 - V_1 } \over {\left( {I_2 - I_1 } \right) \cdot R_s }} = {{1.173 - 0.338} \over {\left( {0.04578 - 0.025} \right) \cdot 0.075}} = 535.6$

這與放大器電路配置對應的放大倍數 511相差了4.7%左右。

從上述實驗也看出。只有電流超過20mA（此時對應的OPA4377的輸入電壓爲1.5mV）以上，輸出的電壓纔會大體呈現線性增加的趨勢。
在OPA4377手冊給出5V下運放的偏置電壓爲0.25mV。這一點還是相差很多。

 

結論

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通過實驗電路板對於OPA4377運放進行了初步的實驗。可以看出：

• 該運發的輸出電壓RAIL-RAIL的在負載很輕的情況下表現的很突出；
• 通過交流波信號也驗證了該運放的響應速度；
• 使用改運放放大電流信號時，需要輸入信號超過1.5mV以上才能夠開始線性跟蹤輸出。

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1. 單個OPA4377實驗工程:AD\Test\2020\TestComponent\TestOPA4377.SchDoc ↩︎