特征

●增益帶寬：50MHz

●零交叉失真拓?fù)洌?/p>

−優(yōu)良THD+N:0.0004%

−CMRR:100dB（最小）

−軌間輸入和輸出

−電源軌外輸入100mV

●低噪聲：100kHz時(shí)為4.5nV/
Hz

●轉(zhuǎn)換速率：25V/μs

●快速沉降：0.3μs至0.01%

●精度：

−低偏移：100μV

−低輸入偏置電流：0.2pA

●2.2V至5.5V操作

應(yīng)用

●調(diào)節(jié)信號(hào)

●數(shù)據(jù)采集

●過(guò)程控制

●有源濾波器

●測(cè)試設(shè)備

●音頻

●寬帶放大器

說(shuō)明

OPAx365 zer∅-交叉系列，軌對(duì)軌，高性能，CMOS運(yùn)算放大器優(yōu)化為非常低電壓，單電源應(yīng)用。軌對(duì)軌輸入/輸出、低噪聲（4.5nV/）和高速運(yùn)行（50MHz增益帶寬）使這些設(shè)備成為驅(qū)動(dòng)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的理想選擇。應(yīng)用包括音頻、信號(hào)調(diào)節(jié)和傳感器放大。OPA365系列運(yùn)算放大器也非常適合手機(jī)功率放大器控制回路。

其特點(diǎn)包括良好的共模抑制比（CMRR），無(wú)輸入級(jí)交叉失真，高輸入阻抗，以及軌對(duì)軌輸入和輸出擺幅。輸入共模范圍包括負(fù)極和正極電源。輸出電壓擺幅在鋼軌10mV范圍內(nèi)。

OPA365（單一版本）提供微型SOT23-5和SO-8軟件包。OPA2365（雙版本）在SO-8軟件包中提供。所有型號(hào)均規(guī)定在−40°C至+125°C的溫度下運(yùn)行。單版本和雙版本具有相同的規(guī)格，以實(shí)現(xiàn)最大的設(shè)計(jì)靈活性。

訂購(gòu)信息

（1）、有關(guān)最新的軟件包和訂購(gòu)信息，請(qǐng)參閱本文檔末尾的軟件包選項(xiàng)附錄。

引腳配置—俯視圖

（1）、NC表示沒(méi)有內(nèi)部連接。

典型特征

除非另有說(shuō)明，否則在TA=+25°C，VS=+5V，CL=0pF時(shí)。

應(yīng)用程序信息

工作特性

OPA365放大器參數(shù)完全規(guī)定為+2.2V至+5.5V。許多規(guī)格適用于−40°C至+125°C。在典型特性中，可顯示與工作電壓或溫度相關(guān)的顯著變化的參數(shù)。

總平面布置指南

OPA365是一種寬帶放大器。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全面運(yùn)行性能，需要良好的高頻印刷電路板（PCB）布局實(shí)踐。低損耗0.1μF旁路電容器必須連接在每個(gè)電源引腳和盡可能靠近設(shè)備的接地之間。旁路電容器軌跡應(yīng)設(shè)計(jì)為最小電感。

基本放大器配置

與其他單電源運(yùn)算放大器一樣，OPA365可以使用單電源或雙電源操作。典型的雙電源連接如圖1所示，只有一個(gè)供應(yīng)連接。那個(gè)OPA365配置為增益為−10V/V的基本逆變放大器。雙電源連接的輸出電壓以零為中心，而單電源連接的輸出電壓以共模電壓VCM為中心。對(duì)于所示電路，此電壓為1.5V，但可能是共模輸入電壓范圍內(nèi)的任何值。OPA365 VCM的電壓范圍超過(guò)電源軌100毫伏。

圖1：基本電路連接

圖2顯示了單電源駐極體麥克風(fēng)應(yīng)用，其中VCM由電阻分壓器提供。分壓器還為駐極體元件提供偏壓。

輸入和ESD保護(hù)

OPA365在所有引腳上都集成了內(nèi)部靜電放電（ESD）保護(hù)電路。對(duì)于輸入和輸出引腳，這種保護(hù)主要由連接在輸入和電源引腳之間的電流控制二極管組成。這些ESD保護(hù)二極管還提供電路內(nèi)、輸入過(guò)驅(qū)動(dòng)保護(hù)，前提是電流限制在絕對(duì)最大額定值中所述的10mA。圖3顯示了如何在驅(qū)動(dòng)輸入端添加一個(gè)串聯(lián)輸入電阻來(lái)限制輸入電流。增加的電阻在放大器輸入端產(chǎn)生熱噪聲，在對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用中，其值應(yīng)保持在最小值。

軌對(duì)軌輸入

OPA365產(chǎn)品系列具有真正的軌對(duì)軌輸入操作，電源電壓低至±1.1V（2.2V）。獨(dú)特的zer∅交叉輸入拓?fù)湎嗽S多軌對(duì)軌互補(bǔ)級(jí)運(yùn)算放大器的典型輸入偏移過(guò)渡區(qū)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還允許OPA365在整個(gè)輸入范圍內(nèi)提供優(yōu)異的共模性能，在兩個(gè)電源軌之外都擴(kuò)展了100mV，如圖4所示。在驅(qū)動(dòng)ADC時(shí)，OPA365的高線性VCM范圍確保運(yùn)算放大器/ADC系統(tǒng)的線性性能不會(huì)受到影響。

圖5顯示了一個(gè)簡(jiǎn)化的軌道到軌道輸入電路示意圖。

電容性負(fù)載

OPA365可用于需要驅(qū)動(dòng)電容性負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)合。與所有運(yùn)算放大器一樣，可能存在OPA365可能變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致振蕩的具體實(shí)例。在確定放大器的增益布局時(shí)，要特別考慮放大器的輸出結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定。單位增益（+1V/V）緩沖結(jié)構(gòu)中的運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)電容性負(fù)載比在較高噪聲增益下工作的放大器表現(xiàn)出更大的不穩(wěn)定趨勢(shì)。電容性負(fù)載與運(yùn)算放大器輸出電阻一起，在反饋回路中產(chǎn)生一個(gè)極點(diǎn)，降低相位裕度。隨著容性負(fù)載的增加，相位裕度的退化也隨之增加。

在單位增益配置下工作時(shí)，OPA365保持穩(wěn)定，純電容負(fù)載高達(dá)約1nF。一些超大電容器（CL>1μF）的等效串聯(lián)電阻（ESR）足以改變反饋回路中的相位特性，從而使放大器保持穩(wěn)定。增加放大器的閉環(huán)增益允許放大器驅(qū)動(dòng)越來(lái)越大的電容。當(dāng)觀察放大器在更高電壓增益下的過(guò)沖響應(yīng)時(shí)，這種能力的提高是顯而易見(jiàn)的。見(jiàn)典型特征圖，小信號(hào)超調(diào)與電容性負(fù)載。

提高單位增益放大器電容負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力的一種技術(shù)是在輸出端串聯(lián)一個(gè)小電阻，通常為10Ω到20Ω；見(jiàn)圖6。該電阻器顯著降低了與大電容性負(fù)載相關(guān)的過(guò)沖和響鈴。這種技術(shù)的一個(gè)可能的問(wèn)題是，一個(gè)分壓器是由附加的串聯(lián)電阻和任何與電容性負(fù)載并聯(lián)的電阻構(gòu)成的。分壓器在輸出端引入增益誤差，從而減小輸出擺幅。分壓器引起的誤差可能是微不足道的。例如，負(fù)載電阻RL=10kΩ，RS=20Ω，增益誤差僅為0.2%。然而，當(dāng)RL減小到600Ω（OPA365能夠驅(qū)動(dòng)）時(shí)，誤差增加到7.5%。

達(dá)到零伏（0V）的輸出電平

某些單電源應(yīng)用要求運(yùn)算放大器輸出從0V擺幅到正滿標(biāo)度電壓，并具有高精度。例如，用于驅(qū)動(dòng)輸入范圍從0V到+5V的單電源ADC的運(yùn)算放大器。輸出負(fù)載非常輕的軌對(duì)軌輸出放大器可以實(shí)現(xiàn)0 V毫伏（或高端+VS）的輸出電平，但不是0V。此外，隨著所需負(fù)載電流的增加，與0V的偏差才會(huì)變得更大。這種偏差的增加是由于CMOS輸出級(jí)的限制。

當(dāng)一個(gè)下拉電阻器從放大器輸出端連接到負(fù)電壓源時(shí)，OPA365可以達(dá)到0V的輸出電平，甚至可以達(dá)到0V以下的幾毫伏。低于這個(gè)極限，非線性和限制條件變得明顯。圖7說(shuō)明了使用這種技術(shù)的電路。

當(dāng)OPA365作為單位增益緩沖器連接時(shí)，需要大約500μA的下拉電流。實(shí)際終端電壓（VNEG）為−5V，但也可以使用其他方便的負(fù)電壓。下拉電阻器RL根據(jù)RL=[（VO−VNEG）/（500μA）]計(jì)算。使用0V的最小輸出電壓（VO），RL=[0V−（−5V）]/（500μa）]=10kΩ。請(qǐng)記住，較低的終端電壓會(huì)導(dǎo)致較小的下拉電阻器，在正輸出電壓偏移期間加載輸出。

請(qǐng)注意，此技術(shù)并不適用于所有運(yùn)算放大器，而應(yīng)僅適用于運(yùn)算放大器，例如專門設(shè)計(jì)用于以這種方式工作的OPA365。此外，在0V下操作OPA365輸出會(huì)改變輸出級(jí)的工作條件，從而導(dǎo)致開(kāi)環(huán)增益和帶寬有所降低。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電容性負(fù)載時(shí)，請(qǐng)記住這些注意事項(xiàng)，因?yàn)檫@些條件會(huì)影響電路的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。

有源濾波

OPA365非常適合于要求寬帶寬、快速轉(zhuǎn)換率、低噪聲、單電源運(yùn)算放大器的有源濾波器應(yīng)用。圖8顯示了利用多反饋（MFB）拓?fù)涞?00kHz二階低通濾波器。所選組件可提供最大平坦的巴特沃斯響應(yīng)。在截止頻率之外，滾降為−40dB/dec。巴特沃斯響應(yīng)非常適合需要可預(yù)測(cè)增益特性的應(yīng)用，例如在ADC之前使用的抗混疊濾波器。

在考慮MFB濾波器時(shí)，需要注意的一點(diǎn)是，相對(duì)于輸入，輸出是反轉(zhuǎn)的。如果不需要或不需要這種反轉(zhuǎn)，可以通過(guò)以下選項(xiàng)之一實(shí)現(xiàn)非反轉(zhuǎn)輸出：1）添加一個(gè)反相放大器；2）添加額外的二階MFB級(jí)；或3）使用非轉(zhuǎn)換濾波器拓?fù)洌鏢allen鍵（如圖9所示）。

使用TI的FilterPro程序，MFB和Sallen-Key、低通和高通濾波器合成可以快速完成。

驅(qū)動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器

非常寬的共模輸入范圍、軌對(duì)軌輸入和輸出電壓能力以及高速，使得OPA365成為現(xiàn)代adc的理想驅(qū)動(dòng)器。另外，由于它不具有某些軌對(duì)軌CMOS運(yùn)算放大器固有的輸入偏移過(guò)渡特性，所以O(shè)PA365在整個(gè)輸入電壓擺幅范圍內(nèi)提供低THD和良好的線性度。

圖10顯示了OPA365驅(qū)動(dòng)ADS8326，16位，250kSPS轉(zhuǎn)換器。該放大器連接為單位增益，無(wú)轉(zhuǎn)換緩沖器，輸出擺幅為0V，使其直接兼容ADC減去全刻度輸入電平。0V電平通過(guò)二極管正向壓降產(chǎn)生的小負(fù)電壓為OPA365 V−引腳供電來(lái)實(shí)現(xiàn)。小信號(hào)開(kāi)關(guān)二極管或肖特基二極管提供−0.3至−0.7V的適當(dāng)負(fù)電源電壓。軌間供電等于V+，再加上小的負(fù)電壓。

驅(qū)動(dòng)ADC的一種方法是使用稍微壓縮的ADC滿標(biāo)度輸入范圍（FSR），而不需要將輸出擺幅降至0V。例如，16位ADS8361（如圖11所示）在+5V電源和2.5V VREF供電時(shí)，其最大FSR為0V至5V。其想法是將ADC輸入范圍與運(yùn)算放大器的全線性輸出擺幅范圍相匹配；例如，輸出范圍為+0.1至+4.9V。ADS8361 ADC的參考輸出通過(guò)電阻分壓器。然后，ADC FSR變?yōu)?.8VPP，以+2.5V的com  mon模式電壓為中心。來(lái)自ADS8361參考引腳的電流被限制在約±10μa。這里，使用5μa來(lái)偏置分頻器。電阻器必須精確以保持ADC增益精度。這種方法的另一個(gè)好處是消除了負(fù)供電電壓；它不需要額外的電源電流。

運(yùn)算放大器和ADS8361之間包括一個(gè)由R1和C1組成的RC網(wǎng)絡(luò)。它不僅提供了高頻濾波功能，更重要的是作為一個(gè)電荷庫(kù)對(duì)變換器內(nèi)部保持電容進(jìn)行充電。這種能力保證了運(yùn)算放大器輸出線性度在整個(gè)轉(zhuǎn)換周期內(nèi)隨著ADC輸入特性的變化而保持。根據(jù)具體應(yīng)用和ADC，可能需要對(duì)R1和C1值進(jìn)行一些優(yōu)化，以獲得最佳瞬態(tài)性能。

圖12顯示了在ADS1258橋接傳感器電路中提供信號(hào)調(diào)節(jié)的OPA2365雙運(yùn)算放大器。它遵循ADS1258 16:1多路復(fù)用器，作為差分輸入/差分輸出放大器連接。此階段的電壓增益約為10V/V。以差分模式（而不是單端）驅(qū)動(dòng)ADS1258內(nèi)部ADC，充分利用了轉(zhuǎn)換器的線性性能。為了獲得最佳的共模抑制，兩個(gè)R2電阻應(yīng)緊密匹配。

請(qǐng)注意，在圖12中，放大器、電橋、ADS1258和內(nèi)部基準(zhǔn)由同一個(gè)+5V電源供電。這種比率連接有助于消除勵(lì)磁電壓漂移效應(yīng)和噪聲。

為獲得最佳性能，+5V電源應(yīng)盡可能無(wú)噪聲和瞬變。

當(dāng)ADS1258的數(shù)據(jù)速率被設(shè)置為最大值并啟用斬波功能時(shí)，該電路在50mV滿標(biāo)度輸入下產(chǎn)生12位無(wú)噪聲分辨率。

chop特性用于將ADS1258的偏移量和偏移量減小到非常低的水平。在ADC輸入端需要一個(gè)2.2nF電容器來(lái)繞過(guò)采樣電流。47Ω電阻器為OPA2365輸出提供來(lái)自相對(duì)較大的2.2nF電容性負(fù)載的隔離。

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