由于AD8479将信号衰减了60倍,为实现单位差分增益设备内部的其他运算放大器就必须将该差分信号再放大60倍。该增益通过连接到负基准电压(Ref–)引脚的电阻和连接到输出的电阻的比率实现。由于此处的目标只是实现衰减,因此可通过将输出信号反馈给Ref–引脚来旁路该增益。在此配置中,不再获得单位增益,而是实现精密漏斗放大器。由于AD8479采用固定增益配置,放大器可适当进行补偿,因此单位增益可能不稳定。为保持稳定性,此处的一个设计要求是确保在放大器的增益滚降之前,放大器处于初始预期增益中。AD8479数据手册将典型带宽列为310 kHz,因此负基准电压反馈应在此频率之前滚降。通过利用低通滤波器连接AD8479输出,并缓冲滤波器的输出(在滤 波器后加缓冲器),以及将缓冲器输出反馈回AD8479的负基准引脚,由此AD8479可构建为高电压精密漏斗放大器。
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图1. AD8479:增益为1/60的功能框图。
对于精密信号链,将噪声和失调电压保持在最小值至关重要。为保证这一要求,需要具有低噪声和低失调电压的缓冲器。出于这些原因及其宽电源范围,选择运放ADA4522作为单位增益缓冲器。这就使得ADA4522与AD8479采用相同的电源供电,从而降低了系统的复杂性。由于ADA4522的输入电压最高不能超过V+减1.5 V,所以使用ADA4522需要权衡整个电路输出电压的范围。由于AD8479和ADA4522具有宽电源范围,在必要时增加电源电压可以减轻对供电的压力。AD8479的输入电压范围限值为±600 V,因此使用±11.5 V或更高的电源电压时(假定0 V基准电压),ADA4522的输入电压范围不会限制整个电路。
对于低通滤波器,单极点RC滤波器会达到所需效果。还需要将低通滤波器中的电阻保持为最小值,以减少缓冲器的噪声,因为运放输入端的电流噪声乘以电阻值以及电阻本身的热噪声会最终影响运放的输出噪声。此外,电阻值太小将需要大滤波电容才能实现相同的–3 dB频率,这可能会超过AD8479的驱动容性负载能力。如前所述,直流增益为1/60,为了保证运放的稳定,300 kHz时的增益应为单位增益。因此,由于使用了单极点RC滤波器,其应在5 kHz时发生滚降。为了实现上述特性,RC值选择10 nF和3.16 kΩ其RC也是标准电阻和电容值。
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