特征

•極低的噪聲密度，5 nV/√Hz，最大1 kHz

•優(yōu)良的輸入偏置電壓，最大75μV

•低偏移電壓漂移最大為1μV/°C

•最小1500 V/mV的極高增益

•最低106分貝的突出CMR

•典型的2.4 V/μs的轉(zhuǎn)換率

•典型的5 MHz增益帶寬積

•行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8-引線雙插腳

一般說明

OP270是一種高性能、單片、雙運(yùn)算放大器，具有極低的電壓噪聲密度（1 kHz時(shí)最大為5 nV/√Hz）。它的性能與模擬設(shè)備公司的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OP27相當(dāng)。

OP270的輸入偏置電壓小于75μV，偏置漂移小于1μV/°C，保證在整個(gè)軍用溫度范圍內(nèi)。OP270的開環(huán)增益在10kΩ負(fù)載下超過1500000，即使在高增益應(yīng)用中，也能保證良好的增益精度和線性度。輸入偏置電流小于20毫安，這減少了由于信號(hào)源電阻引起的誤差。由于共模抑制（CMR）大于106分貝，電源抑制比（PSRR）小于3.2μV/V，OP270可顯著減少由地面噪聲和電源波動(dòng)引起的誤差。雙OP270的功耗比兩個(gè)OP27設(shè)備少三分之一，這對(duì)于注重功耗的應(yīng)用來說是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。OP270具有單位增益穩(wěn)定特性，增益帶寬積為5mhz，轉(zhuǎn)換速率為2.4v/μs。

OP270提供了出色的放大器匹配，這對(duì)于多增益塊、低噪聲儀表放大器、雙緩沖器和低噪聲有源濾波器等應(yīng)用非常重要。

OP270符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8-引線DIP引腳。它與MC1458、SE5532/A、RM4558和HA5102雙運(yùn)算放大器引腳兼容，可用于升級(jí)使用這些設(shè)備的系統(tǒng)。

對(duì)于更高速度的應(yīng)用，建議使用ADA4004-2或AD8676。對(duì)于四路運(yùn)算放大器，請(qǐng)參閱OP470產(chǎn)品介紹。

功能框圖

典型性能特征

測(cè)試電路

應(yīng)用程序信息

電壓和電流噪聲

OP270是一種非常低噪聲的雙運(yùn)算放大器，在1 kHz時(shí)，其典型電壓噪聲密度僅為3.2 nV/√Hz。由于電壓噪聲與集電極電流的平方根成反比，OP270的極低噪聲特性部分是通過在高集電極電流下操作輸入晶體管實(shí)現(xiàn)的。然而，電流噪聲與集電極電流的平方根成正比。結(jié)果，在犧牲電流噪聲性能的前提下，OP270具有優(yōu)異的電壓噪聲密度性能，這對(duì)于低噪聲放大器來說是正常的。

為了在電路中獲得最佳的噪聲性能，必須了解電壓噪聲（en）、電流噪聲（in）和電阻噪聲（et）之間的關(guān)系。

總噪聲和源電阻

運(yùn)算放大器的總噪聲可以通過：

式中：

En為總輸入?yún)⒖荚肼暋?/p>

en是運(yùn)算放大器的電壓噪聲。

in是運(yùn)算放大器的電流噪聲。

et是源電阻熱噪聲。

RS是源電阻。

總噪聲指的是輸入端，而輸出端則由電路增益放大。

圖32顯示了1kHz時(shí)總噪聲與源電阻之間的關(guān)系。當(dāng)RS小于1kΩ時(shí)，總噪聲由OP270的電壓噪聲控制。當(dāng)RS上升到1kΩ以上時(shí)，總噪聲增加，主要由電阻噪聲控制，而不是由OP270的電壓或電流噪聲控制。當(dāng)RS超過20kΩ時(shí)，OP270的電流噪聲成為總噪聲的主要貢獻(xiàn)者。

圖33還顯示了總噪聲和源電阻之間的關(guān)系，但在10赫茲時(shí)。由于電流噪聲與頻率的平方根成反比，所以總噪聲比圖32中顯示的更快。在圖33中，當(dāng)RS大于5 kΩ時(shí)，OP270的電流噪聲占總噪聲的主導(dǎo)地位。

圖32和圖33表明，為了減少總噪聲，源電阻必須保持在最小值。在具有高源電阻的應(yīng)用中，與OP270相比，具有更低電流噪聲的OP200可以提供更低的總噪聲。

圖34顯示了0.1Hz至10Hz范圍內(nèi)的峰峰值噪聲與源電阻的關(guān)系。在較低的RS值下，OP270的電壓噪聲是峰間噪聲的主要貢獻(xiàn)者，隨著rsi的增加，電流噪聲成為主要的貢獻(xiàn)者。OP270和OP200之間的峰峰值噪聲交叉點(diǎn)位于17 kΩ的源電阻處。

表5列出了一些信號(hào)源的典型源電阻，供參考。

噪聲測(cè)量

峰間電壓噪聲

圖35的電路是測(cè)量峰值峰值電壓噪聲的測(cè)試裝置。要在0.1 Hz至10 Hz范圍內(nèi)測(cè)量OP270的200 nV峰間噪聲規(guī)格，必須遵守以下預(yù)防措施：

•設(shè)備必須至少預(yù)熱5分鐘。如預(yù)熱漂移曲線（見圖8）所示，通電后由于芯片溫度升高，偏置電壓通常會(huì)變化2μV。在10秒的測(cè)量間隔內(nèi)，這些溫度引起的效應(yīng)可以超過幾十毫伏。

•出于類似的原因，設(shè)備必須很好地屏蔽氣流。屏蔽還可以最大限度地減少熱電偶的影響。

•裝置附近的突然運(yùn)動(dòng)也可能通過，從而增加觀察到的噪聲。

•測(cè)量0.1 Hz至10 Hz噪聲的試驗(yàn)時(shí)間不應(yīng)超過10秒。如圖36噪聲測(cè)試儀頻率響應(yīng)曲線所示，0.1 Hz轉(zhuǎn)角僅由一個(gè)極點(diǎn)定義。10秒的測(cè)試時(shí)間作為額外的極點(diǎn)，以消除0.1赫茲以下頻帶的噪聲貢獻(xiàn)。

•測(cè)量多個(gè)裝置的噪聲時(shí)，建議進(jìn)行噪聲電壓密度試驗(yàn)。10赫茲噪聲電壓密度測(cè)量與0.1赫茲至10赫茲峰間噪聲讀數(shù)有很好的相關(guān)性，因?yàn)檫@兩個(gè)結(jié)果都是由白噪聲和1/f轉(zhuǎn)角頻率的位置決定的。

•應(yīng)通過良好旁路的低噪聲電源（如電池）向測(cè)試電路供電。這種電源將最小化通過放大器電源引腳引入的輸出噪聲。

噪聲測(cè)量噪聲電壓密度

圖37的電路顯示了一種快速可靠的測(cè)量雙運(yùn)算放大器噪聲電壓密度的方法。第一個(gè)放大器是單位增益，最后一個(gè)放大器的非互易增益為101。因?yàn)榉糯笃鞯脑肼曤妷菏遣幌嚓P(guān)的，它們加入有效值來產(chǎn)生：

OP270是一個(gè)具有兩個(gè)相同放大器的單片器件。

因此，放大器的噪聲電壓密度匹配，給出

噪聲測(cè)量電流噪聲密度

圖38所示的測(cè)試電路可用于測(cè)量電流噪聲密度。電壓輸出與電流噪聲密度的關(guān)系式為：

式中：

G是10000的增益。

RS=100 kΩ源電阻。

容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)和電源的考慮

OP270是單位增益穩(wěn)定，能夠驅(qū)動(dòng)大電容負(fù)載而不振蕩。盡管如此，還是強(qiáng)烈建議繞過良好的供應(yīng)。適當(dāng)?shù)碾娫磁月房梢詼p少由電源線噪聲引起的問題，并提高OP270的電容負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。

在標(biāo)準(zhǔn)反饋放大器中，運(yùn)算放大器的輸出電阻與負(fù)載電容相結(jié)合，形成一個(gè)低通濾波器，在反饋網(wǎng)絡(luò)中增加相移并降低穩(wěn)定性。圖39顯示了消除這種影響的簡(jiǎn)單電路。元件C1和R3將放大器與負(fù)載電容解耦，并提供額外的穩(wěn)定性。圖39所示的C1和R3值適用于與OP270一起使用時(shí)高達(dá)1000 pF的負(fù)載電容。

單位增益緩沖器應(yīng)用

當(dāng)Rf≤100Ω且輸入由快速、大信號(hào)脈沖（>1V）驅(qū)動(dòng)時(shí)，輸出波形如圖40所示。

在輸出的類似快速饋通的部分，輸入保護(hù)二極管有效地將輸出短接到輸入端，信號(hào)發(fā)生器將產(chǎn)生僅受輸出短路保護(hù)限制的電流。當(dāng)Rf≥500Ω時(shí)，輸出能夠處理電流要求（10 V時(shí)IL≤20 mA）；放大器保持在激活模式，并發(fā)生平滑過渡。

當(dāng)Rf>3kΩ時(shí)，由Rf和放大器的輸入電容（3pf）形成的極產(chǎn)生額外的相移并減小相位裕度。與射頻并聯(lián)的小電容器（20 pF到50 pF）有助于消除這一問題。

低相位誤差放大器

圖41所示的簡(jiǎn)單放大器采用單片雙運(yùn)算放大器和幾個(gè)電阻器，與傳統(tǒng)放大器設(shè)計(jì)相比，大大減少了相位誤差。在給定增益下，特定相位精度的頻率范圍比標(biāo)準(zhǔn)單運(yùn)放放大器的頻率范圍大十年以上。

低相位誤差放大器通過A1反饋回路中運(yùn)算放大器A2的響應(yīng)進(jìn)行二階頻率補(bǔ)償。兩個(gè)運(yùn)算放大器必須在頻率響應(yīng)上非常匹配。在低頻時(shí)，A1反饋回路強(qiáng)制V2/（K1+1）=VIN。A2反饋回路強(qiáng)制VO/（K1+1）=V2/（K1+1），產(chǎn)生VO/VIN=K1+1的整體傳遞函數(shù)。直流增益由輸出端的電阻分壓器確定，不受A2附近電阻分壓器的直接影響。注意，與傳統(tǒng)的單運(yùn)放放大器一樣，直流增益僅由電阻比設(shè)置。低相位誤差放大器的最小增益為10。

圖42比較了低相位誤差放大器與傳統(tǒng)單運(yùn)算放大器和級(jí)聯(lián)兩級(jí)放大器的相位誤差性能。低相位誤差放大器顯示出更低的相位誤差，特別是對(duì)于ω/βωT<0.1的頻率。例如，單運(yùn)放放大器在0.002Ω/βωT處出現(xiàn)−0.1°的相位誤差，而低相位誤差放大器的相位誤差為0.11Ω/βωT。

五波段，低噪音，立體圖形均衡器

圖43所示的圖形均衡器電路在五個(gè)頻帶范圍內(nèi)提供15 dB的增強(qiáng)或切斷。在20khz帶寬上的信噪比優(yōu)于100db，并參考3v rms輸入。較大的電感器可以被有源電感器代替，但因此降低了信噪比。

數(shù)字搖攝控制

圖44使用DAC8221（雙12位CMOS DAC）在兩個(gè)通道之間平移信號(hào)。在電流電壓轉(zhuǎn)換器配置中，一個(gè)通道由驅(qū)動(dòng)一半OP270的DAC A的電流輸出形成。另一個(gè)通道由DAC A的互補(bǔ)輸出電流形成，該電流通常通過AGND引腳流向地面。這個(gè)互補(bǔ)電流被另一半的OP270轉(zhuǎn)換成電壓，它也將AGND保持在虛擬地上。

通過使用DAC8221內(nèi)部的反饋電阻器，消除了由于內(nèi)部DAC梯形電阻器和電流-電壓反饋電阻器之間不匹配而導(dǎo)致的增益誤差。只有DAC A傳遞一個(gè)信號(hào)；DAC B提供第二個(gè)反饋電阻。在VREFB不連接的情況下，使用RFBB的電流-電壓轉(zhuǎn)換器是精確的，并且不受到達(dá)dacb的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的影響。在20hz到20khz音頻范圍內(nèi)，數(shù)字搖攝控制的失真小于0.002%。圖45顯示了1 kHz輸入信號(hào)的互補(bǔ)輸出和應(yīng)用于DAC數(shù)據(jù)輸入的數(shù)字斜坡。

雙可編程增益放大器

雙OP270和DAC8221（一個(gè)雙12位CMOS DAC）可以組合成節(jié)省空間的雙可編程放大器。DAC中的數(shù)字代碼，很容易被微處理器設(shè)置，它決定了內(nèi)部反饋電阻和DAC梯形圖呈現(xiàn)給運(yùn)算放大器反饋回路的電阻之間的比率。每個(gè)放大器的增益為;

其中n是DAC中存在的12位數(shù)字代碼的十進(jìn)制等效值。

如果DAC中的數(shù)字代碼由所有0組成，則反饋回路打開，導(dǎo)致運(yùn)算放大器輸出飽和。與DAC反饋回路并聯(lián)的20 MΩ電阻器消除了這一問題，增益精度只有很小的降低。

外形尺寸

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