【導(dǎo)讀】我們的運(yùn)放系列已經(jīng)取得了擴(kuò)充,而且相對(duì)于電源電流的速度指標(biāo)達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先水平。LTC®6258 / LTC6259 / LTC6260 系列 (單、雙、四路) 可在 20μA 的超低電源電流情況下提供 1.3MHz 增益帶寬,并具 有 400μV 的最大失調(diào)電壓以及軌至軌輸入和輸出。
結(jié)合一個(gè) 1.8V 至 5.25V 電源,這些運(yùn)放可實(shí)現(xiàn)要求 在低功率和低電壓條件下以合理成本提供不打折扣之性能的應(yīng)用。
實(shí)用正弦波
人們并不指望采用一個(gè) 5V 低功率運(yùn)放來產(chǎn)生一個(gè)具 –100dBc 失真的正弦波。雖然如此,采用 LTC6258 的帶通濾波器仍然能夠與一個(gè)易用型低功率振蕩器相 組合,以在低成本、低電壓和極低功耗的情況下產(chǎn)生 正弦波。
有源濾波器
圖 1 所示的帶通濾波器是 AC 耦合至一個(gè)輸入。因 此,LTC6258 輸入并沒有給前一個(gè)電路級(jí)施加負(fù)擔(dān)來生成一個(gè)特定的絕對(duì)共模電壓。一個(gè)由 RA1 和 RA2 構(gòu)成的簡單電阻分壓器負(fù)責(zé)為 LTC6258 帶通濾波器提 供偏置。把運(yùn)放輸入規(guī)定在一個(gè)固定的電壓有助于減 小可能由于共模的移動(dòng)而出現(xiàn)的失真。
圖 1:10kHz 帶通濾波器
該濾波器的中心頻率為 10kHz。確切的電阻和電容值 可以向上或向下微調(diào),這取決于最重要的是實(shí)現(xiàn)最低 的電阻噪聲還是最小的總電源電流。該實(shí)施方案通過 減小反饋環(huán)路中的電流以為低功耗實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。電容器 C2 和 C3 最初為 4.7nF 或更高,并采用較低的電阻器 阻值。最后,為實(shí)現(xiàn)較低的功耗采用了 1nF 電容器和 較高阻值的電阻器。
除了功耗之外,反饋?zhàn)杩沟诙€(gè)同樣重要的方面是運(yùn) 放軌至軌輸出級(jí)的負(fù)載。較重的負(fù)載 (例如:介于 1K 和 10K 之間的阻抗) 顯著地降低開環(huán)增益,這反過來 又影響著帶通濾波器的準(zhǔn)確度。產(chǎn)品手冊(cè)建議把 AVOL 降低 5 倍 (阻抗從 100kΩ 至 10kΩ)。采用較低的 C2 和C3 可能是可行的,但是這樣 R6 會(huì)變得更大,從而在輸出端上引起更大的噪聲。
該帶通濾波器的目標(biāo) Q 值是適中的,大約為 3。一個(gè) 適中的 Q 值 (而不是高 Q 值) 允許使用準(zhǔn)確度為 5% 的電容器。較高的 Q 值將要求使用更準(zhǔn)確的電容器, 而且非常有可能需要高于采用反饋?zhàn)杩关?fù)載可提供的 開環(huán)增益 (在 10kHz)。當(dāng)然,與較高的 Q 值相比,適 中的 Q 值所產(chǎn)生的諧波衰減幅度會(huì)較小。
圖 2:帶通濾波器增益 / 相位與頻率的關(guān)系曲線
圖 3:采用 LTC6906 TimerBlox® 輸入的 10kHz 振蕩器電路
增設(shè)振蕩器
通過把一個(gè)方波驅(qū)動(dòng)至帶通濾波器中可獲得一個(gè)低功 率正弦波發(fā)生器。在圖 3 示出了一個(gè)完整的電路原理 圖。LTC6906 微功率電阻器設(shè)定的振蕩器可容易地配 置為一個(gè) 10kHz 方波,并能驅(qū)動(dòng)帶通濾波器輸入電 阻器中相對(duì)溫和的負(fù)載。LTC6906 在 10kHz 時(shí)的電源 電流為 32.4μA。
圖 4 示出了 LTC6906 輸出和帶通濾波器輸出。正弦 波的 HD2 為 –46.1dBc,HD3 為 –32.6dBc。輸出為 1.34VP-P 至 1.44VP-P,具有由于有限的運(yùn)放開環(huán)增益(在 10kHz) 引起輕微變化的精確電平。當(dāng)采用一個(gè) 3V電源軌時(shí),總的電流消耗低于 55μA。
圖 4:電壓波形振蕩器和濾波器輸出
圖 5:采用一個(gè)穩(wěn)壓電源的振蕩器和濾波器
其他增強(qiáng)功能
圖 5 示出了可任選的增強(qiáng)功能。一個(gè)低功率基準(zhǔn)利用 了 LTC6906 和 LTC6258 的能力以在非常低的電源工 作。該基準(zhǔn)從一個(gè)電池輸入提供 2.5V。固定的 2.5V 電源可在輸入電壓變化的情況下穩(wěn)定輸出電壓擺幅。 此外,更低的濾波器電容值和較高的電阻進(jìn)一步減小 了 LTC6258 的負(fù)載,從而可降低功耗并改善濾波器 的準(zhǔn)確度。
結(jié)論
LTC6258 / LTC6259 / LTC6260 系列 (單、雙、四路) 可在 20μA 的低電源電流下提供 1.3MHz 增益帶寬，并具有 400μV 的最大失調(diào)電壓以及軌至軌輸入和輸出。結(jié)合 1.8V 至 5.25V 電源，這些運(yùn)放可實(shí)現(xiàn)要求在低功率和低電壓條件下以低成本提供卓越性能的應(yīng)用。
推薦閱讀：
