ZHCSGM4E August 2017 – August 2025 OPA838
PRODUCTION DATA
7.3.4 反馈电阻值选择的权衡
OPA838 的规格为结合使用一个 1kΩ 反馈电阻器与一个 200Ω 接地增益电阻器，实现 6V/V 非反相增益配置。这些值提供了很好的折衷方案，使电阻器的噪声贡献远小于放大器噪声项，并且在输出电压摆幅产生回流入反馈网络的负载电流时反馈网络中的功耗极低。降低这些阻值可以改善噪声，但代价是反馈网络中的功耗更高。阻值过低会因反馈负载减小导致谐波失真增大。在特定增益下增大 RF 值可能会增加这些电阻器产生的输出噪声，使这些噪声占主导。由于驱动反相输入电容的阻抗会在较低频率下引入额外的环路极点，随着反馈电阻器值继续增加（并且 RG 处于固定目标增益），会造成相位裕度损失。图 7-3 显示了在 6V/V 增益下，随着 RF 值增大而引入的这个额外的环路极点。这项非反相测试表明：由于反相输入端存在 1pF共模输入电容，RF 值增大会导致峰值现象加剧。TINA 仿真模型能出色地预测这些效应。
图 7-3 不同反馈电阻值下的频率响应在反相模式下以更高的 RF 值运行 OPA838，会由于相位裕度效应减轻而增大响应峰值。在反相情况下，一对电容器可以使响应变得平坦，但代价是闭环带宽更低。图 7-4 展示了一个含有可选电容器（CF 和 CG）、反相增益为 –5V/V（噪声增益 = 6V/V）、RF 值为 20kΩ 的示例。图 7-4 展示了非反相输入端的可选偏置电流消除元件。总电阻值与 RG || RF 的并联组合相匹配，这可以将由偏置电流导致的直流输出误差项降至 IOS × RF。在这一偏置电流消除电阻的较大部分添加了 10nF 电容器来滤除噪声，并将 20Ω 拆分以将电容器自谐振与非反相输入相隔离。图 7-5 所示为采用和不采用这些电容器时的微小信号响应波形。选择反馈电容器 CF 以通过 RF 设置所需的闭环带宽。将 CG 添加到接地端，以将随频率上升的噪声增益整形为在较高频率下大于或等于 6V/V。在此示例中，更高频率噪声增益为 1 + 6 / 1.2 = 6V/V，将 1pF 器件共模电容叠加到外部 5pF 上。使用电容器来设置反馈比，可消除由纯阻性源驱动反馈至反相端寄生电容所产生的极点。
图 7-4 G = –5V/V，具有可选补偿
图 7-5 带和不带补偿的反相响应对比