• ＺＦ４４０１型高速运算放大器 • • 一、性能及用途： • ＺＦ４４０１模块具有很高的压摆率和较快的建立时 间，能提供高的输入阻抗，１５ＭＨＺ的带宽和较好的热 稳定性，可用于高速电压跟随器，快速采样保持电路，瞬 变电信号的检测等。 • 在性能、指标和用途上可替代国外模块如ＡＭ１００、 ＡＭ１０１、ＡＤ４４、ＡＤ４８、３４０１、３４０２ 等。 • 二、极限参数： • 电源电压：±１８Ｖ • 输入电压范围：±１０Ｖ • 输出短路时间：无限长 • 三、电参数表： • ＴＡ＝２５℃ Ｖｓ＝±１５Ｖ （除非另有说 明）
• AD8045是一种增益稳定、1 GHz带宽的电压反馈放大器，它 具有1350 V/HZ转换速率和7.5 ns达0.1%的建立时间。低噪声 和无杂散动态范围，从而使它非常适用于在高速工作条件下 具有高分辨率的系统。AD8045除了具有这些理想的交流技术 指标外，还显示出优良的直流特性。该放大器可在3.3 V ~ 12 V电源电压范围内工作。所以对于那些需要高动态范围，高精 度和高速的系统来说，AD8045是最理想的候选器件之一。 •
工作温度与保存温度
极限参数 最大最小电源电压 最大功率 温度极限
噪声系数
工程参数
一、开环放大倍数
指电路系统的输出信号没有通过其他电路连接到输入端时 的差模放大倍数。
反馈电阻 vi +
vi
vo vi
+
vi
(a) 开环状态
(b) 闭环状态
vo
v0 = K(v+v-)
开环放大倍数K
开环放大倍数示例
0
t
跟踪速度示例 Slew rate
输入正弦波信号最大值为1V，频率为1kHz 。 在0~45度间的上升幅度为700mV，需0.125ms。 最大上升速度为700mV/0.125ms=0.0056v/ms。
使用LM324 LM324的跟踪速度是2.5v/ms
输入正弦波信号最大值为1V，频率为1MHz 。 在0~45度间的上升幅度为0.7V，需0.625ms。 最大上升速度为0.7V/0.625ms=1.12v/ms。
• 2特性参数及性能 2 ．1最大功率损耗 AD8022的最大功耗受外壳结温的限制。对于塑料封装的器件， 它的最大安全结温大约为150℃。一旦超过这个限制，会使外壳与基 底的应力发生改变，从而引起性能参数的漂移。若长时间地使结温高 于175℃，则会造成器件的失灵。虽然AD8022具有短路保护功能，但 这仍不能充分保证器件在各种条件下都没有超过结温。为了确保器件 的安全，必须根据最大功率降额曲线来进行操作。
T6
T7
T5 / T 6 电流镜负载
放大，功耗小
减小输出电阻 提高输出能力
• 集成运算放大器的选择
集成运算放大器是模拟集成电路中应用最广泛的 一种器件。在由运算放大器组成的各种系统中，由于 应用要求不一样，对运算放大器的性能要求也不一样。 在没有特殊要求的场合，尽量选用通用型集成运 放，这样即可降低成本，又容易保证货源。当一个系 统中使用多个运放时，尽可能选用多运放集成电路， 例如LM324、LF347等都是将四个运放封装在一起的 集成电路。
高速运算放大器AD8045的应用
• 超低失真电压负反馈运算放大器AD8045是ADI公司的高 增益运算放大器，具有高速、低噪声和超低失真等优异特 性，在20MHz的条件下，动态范围可以达到-90dBc，在 有源滤波器、ADC驱动器等要求高性能放大电路的设计和 使用中，AD8045是一种极佳的首选器件。 AD8045为LFCSP封装，这种封装为PCB板提供了低热阻 抗，将使高温传递更加有效，提高了性能和稳定性并使其 工作温度范围达到：-40℃~+125℃。这种新的标准引脚 排列减少由正输入引脚和负电源引脚之间的耦合所引起的 互感，以及由此而产生的失真。引脚的这样排列也改善了 二次谐波失真和简化了PCB电路板的布局。
工程参数
三、输入失调参数 （1）失调电流IIO
由于放大器差分输入电路不对称而造成的两个输入端静态电流之 差。 I = |I - I | 即（|I - I |)
IO IB1 IB2 + -
（2）失调电压VIO VIO = |VIB1 - VIB2| 即（|V+ - V-|)
由于放大器差分输入电路不对称而造成的两个输入端静态电压之差。
Psi——输入信号功率
Pso——输出信号功率 Pni——输入端噪声功率 Pn0——输出端噪声功率
LM324运算放大器的 基本结构示例 V
输入级
+
中间级
输出级
T2 / T 3 差分输入 共射
T2 T1
6µA
4µA
100µA
T11
C T12 T10 T8 T13 T9 50µA
V-
T3
T4
V+
VO
T1 / T 4 差分输入 T5 共集
• •
(a)同相输入联接方法
图1 AD8045的基本连接方法
(b)反相输入联接方法
• 有源低通滤波器的实现 有源滤波器应用在许多诸如选择滤波器或者高频通信中的 信息收集器等领域。若设计一个具有高转换速率，增益带 宽为400MHz的器件，AD8045是有源滤波器的理想候选 器件。图2给出了截止频率为90MHz，4阶S-K结构低通滤 波器，该滤波器由两个二阶的S-K基本电路级联而成的， 每一部分的增益为G＝+2，则电路的总增益为G＝+4或者 是12dB。图中，。 将电阻电容的值设置成相同会大大简化S-K滤波器。截止 频率或者说是-3dB频率，品质因数，第一级电路增益，第 二级电路增益。 为了降低噪声、失调电压和放大器的频率响应，电阻应该 保持一个较低的值。由于电路里低电容的应用，PCB布局 和降低板间的寄生噪声将十分困难。几皮法都可能使截止 频率失谐。 为了得到较好的放大器滤波性能，电容的选择非常严格。 像具有低温特性的NPO陶瓷电容和银云母电容都是滤波电 路的较佳的选择。
• 评价集成运放性能的优劣，应看其综合性能。一般用优值 系数K来衡量集成运放的优良程度，其定义为：
• 式中，SR为转换率，单位为V/ms，其值越大，表明运放 的交流特性越好；Iib为运放的输入偏置电流，单位是nA； VOS为输入失调电压，单位是mV。Iib和VOS值越小，表 明运放的直流特性越好。所以，对于放大音频、视频等交 流信号的电路，选SR（转换速率）大的运放比较合适； 对于处理微弱的直流信号的电路，选用精度比较的高的运 放比较合适（既失调电流、失调电压及温飘均比较小）。 • 实际选择集成运放时，除优值系数要考虑之外，还应考虑 其他因素。例如信号源的性质，是电压源还是电流源；负 载的性质，集成运放输出电压和电流的是否满足要求；环 境条件，集成运放允许工作范围、工作电压范围、功耗与 体积等因素是否满足要求。
五、输出幅度
指在给定电源电压下， 运算放大器所能达到的 最大输出电压。
工程参数
八、带宽增益乘积
运放的放大倍数下降到1 倍(0dB)零频与对应电压增 益之间的乘积。 例：
20lgAV(dB)
九、摆率
Slew Rate
dvO SR dt
反映运放对高速变化的输 入信号的响应能力。
例：
AO
0
1M
f(Hz)
• 高速型运算放大器的特点
• 高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽 的频率响应。常见的运放有LM318、mA715等，其 SR=50~70V/ms，BWG＞20MHz。
• 高速型运算放大器的应用
• 应用于快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，要求 集成运算放大器的转换速率SR一定要高，单位增益 带宽BWG一定要足够大的地方
• 高速运算放大器
高度运放的定义：在快速A/D和D/A转换器、视
频放大器中，要求集成运算放大器的转换速 率SR一定要高，单位增益带宽BWG一定要 足够大，像通用型集成运放是不能适合于高 速应用的场合的。这就让高速型运算放大器 产生了。
• 在现代电子技术中，对数据获取的速度和 数据的精度要求越来越高，高性能放大器 往往用来驱动模数转换器以及高速数模转 换器输出的电流一电压转换器，因而宽带、 直流藕合、低畸变以及小上冲、快调整时 间成为放大器的重要性能要求。以往，传 统的闭环运算放大器都采用电压反馈方法， 而高速运算放大器则大都用电流反馈方法， 电流反馈放大器也叫互阻放大器，其特点 是速度高。
• 2．2电源和退耦 为了使AD8022能够发挥较好的技术性 能，应提供高质量的±12V电源。同时在工 作中，必须注意对电源引脚端的退耦。对 于低频信号，应在AD8022附近放置一对 10μF的电容。另外，在每个引脚旁，也应 尽可能近地连接一个0．1μF的退耦电容。 2．3性能参数 AD8022具有低噪声、低失真、低功耗、 高速度等性能。表1给出了AD8022的主要 性能参数（工作条件为T＝25℃，Vs＝ ±12V，RL＝500Ω，G＝1）。
• 四、外形及引线排列（底视）：
• ①调零 ②反相输入 ③同相输入 ④调零 ⑤正电源 ⑥接地（公共端） ⑦负电源 ⑧输出 ⑨空脚
• 五、基本接线图（反相比例放大器）：
• 六、应用举例 • １．高速电压跟随器
• ２．快速采样保持电路
• ３．使用梯形网络的Ｄ／Ａ转换器
• 双高速低噪声运算放大器AD8022 • AD8022由两个低噪声的高速电压反馈放大器组成。它的 两个输入端产生的电压噪声只有2．5nV／Hz。同时具有 带宽宽，失真小等特性。当驱动电容负载时，AD8022具 有较高的输出电流和较好的稳定性。它的功耗较小，在 5V到±12V的电源下工作时，每个放大器仅消耗4．0mA 的静态电流。AD8022采用8脚microSOIC和SOIC封装。 由于其过电压恢复时间短，带宽宽，所以它可以作为非对 称数字用户线（ADSL：Asymmetric Digital Subscriber Line）、超高速数字用户线（VDSL：Very －high－data－rate Digital Sub－scriber Line）以及其 它xDSL收发信机的接收信道前端。另外，AD8022中的 两个独立的电压反馈放大器也可以作为线路变压器的差动 接收器或xDSL线路接口电路的有源滤波器。图1所示为 AD8022的引脚排列图。