特征

低噪聲：80 nV p-p（0.1 Hz至10 Hz），3 nV/√Hz

低漂移：0.2μV/°C

高速：2.8V/μs轉(zhuǎn)換率，8MHz增益帶寬

低VOS:10μV

優(yōu)異的CMRR:126 dB，VCM為±11 V

高開環(huán)增益：180萬

適用于OP075534A插座

以模具形式提供

一般說明

OP27精密運(yùn)算放大器將OP07的低偏移和漂移與高速和低噪聲相結(jié)合。偏移量降至25μV，最大漂移為0.6μV/°C，使OP27成為精密儀器應(yīng)用的理想選擇。非常低的噪聲，en=3.5 nV/√Hz，在10 Hz時(shí)，低1/f噪聲轉(zhuǎn)角頻率為2.7 Hz，高增益（180萬），允許對(duì)低電平信號(hào)進(jìn)行精確的高增益放大。8MHz的增益帶寬積和2.8V/μs的轉(zhuǎn)換速率在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中提供了極好的動(dòng)態(tài)精度。

通過使用偏置電流消除電路，可以獲得±10na的低輸入偏置電流。在軍用溫度范圍內(nèi)，該電路通常將IB和IOS分別保持在±20毫安和15毫安。

具有良好的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。一個(gè)保證的擺動(dòng)±10伏到600Ω和低輸出失真使OP27成為專業(yè)音頻應(yīng)用的最佳選擇。

電源抑制比和共模抑制比超過120分貝。這些特性，再加上0.2μV/月的長期漂移，使電路設(shè)計(jì)者能夠達(dá)到以前僅通過離散設(shè)計(jì)達(dá)到的性能水平。

采用片內(nèi)齊納-扎普微調(diào)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了OP27的低成本、大批量生產(chǎn)。經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，這種可靠、穩(wěn)定的偏置修邊方案是有效的。

OP27在低噪聲、低電平信號(hào)的高精度放大方面具有優(yōu)異的性能。應(yīng)用包括穩(wěn)定積分器、精密求和放大器、精密電壓閾值檢測(cè)器、比較器和專業(yè)音頻電路，如磁帶頭和麥克風(fēng)前置放大器。

OP27是OP06、OP07和OP45放大器的直接替代品；AD741類型的放大器可以通過移除AD741的調(diào)零電位計(jì)直接替換。

引腳配置

功能框圖

典型性能特征

申請(qǐng)信息

OP27系列裝置可直接插入OP07插座，無論是否移除外部補(bǔ)償或調(diào)零組件。此外，OP27可安裝在未拔插的AD741型插座上；但是，如果使用傳統(tǒng)的AD741調(diào)零電路，則應(yīng)修改或拆除它，以確保OP27正確工作。OP27偏移電壓可以使用電位計(jì)調(diào)零為0（或另一個(gè)需要的設(shè)置）（見圖35）。

OP27提供穩(wěn)定的運(yùn)行，負(fù)載電容高達(dá)2000 pF和±10 V擺動(dòng)；較大的電容應(yīng)與反饋回路內(nèi)的50Ω電阻器解耦。OP27是統(tǒng)一增益穩(wěn)定。

不同金屬在輸入端觸點(diǎn)產(chǎn)生的熱電電壓會(huì)降低漂移性能。當(dāng)兩個(gè)輸入觸點(diǎn)保持在相同的溫度下時(shí)，可獲得最佳操作。

偏移電壓調(diào)整

OP27的輸入偏移電壓在晶圓級(jí)進(jìn)行微調(diào)。但是，如果需要進(jìn)一步調(diào)整VOS，可以使用10 kΩ微調(diào)電位計(jì)。TCVOS沒有降級(jí)（參見圖35）。其他電位計(jì)值從1KΩ到1MΩ可在TCVO輕微降低（0.1μV/°C到0.2μV/°C）的情況下使用。微調(diào)到零以外的值會(huì)產(chǎn)生大約（VOS/300）μV/°C的漂移。例如，如果將VOS調(diào)整為100μV，TCVOS的變化為0.33μV/°C。10 kΩ電位計(jì)的偏移電壓調(diào)整范圍為±4 mV。如果需要較小的調(diào)整范圍，則可以通過使用較小的電位計(jì)和固定電阻器來降低調(diào)零靈敏度。例如，圖36顯示了具有280μV調(diào)整范圍的網(wǎng)絡(luò)。

噪聲測(cè)量

要在0.1 Hz至10 Hz范圍內(nèi)測(cè)量OP27的80 nV p-p噪聲規(guī)格，必須遵守以下注意事項(xiàng)：

•設(shè)備必須至少預(yù)熱5分鐘。如預(yù)熱漂移曲線所示，通電后由于芯片溫度升高，偏置電壓通常會(huì)變化4μV。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。屏蔽使熱電偶效應(yīng)最小化。

•裝置附近的突然運(yùn)動(dòng)也可能會(huì)導(dǎo)致觀察到的噪聲增加。

•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)零定義。10秒的測(cè)試時(shí)間作為額外的零，以消除0.1赫茲以下頻帶的噪聲貢獻(xiàn)。

•當(dāng)測(cè)量大量裝置上的噪聲時(shí)，建議進(jìn)行噪聲電壓密度試驗(yàn)。10 Hz噪聲電壓密度測(cè)量值與0.1 Hz至10 Hz p-p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。

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)，輸出波形如脈沖運(yùn)行圖所示（見圖37）。

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>2kΩ時(shí)，Rf和放大器的輸入電容（8pf）形成一個(gè)極點(diǎn)，產(chǎn)生額外的相移并減小相位裕度。與Rf并聯(lián)的小電容器（20 pF到50 pF）消除了這個(gè)問題。

噪聲評(píng)價(jià)

OP27是一種非常低噪聲的單片運(yùn)算放大器。OP27的輸入電壓噪聲特性主要是通過在高靜態(tài)電流下操作輸入級(jí)來實(shí)現(xiàn)的。通常會(huì)增加的輸入偏置電流和偏置電流由輸入偏置電流消除電路。OP27A/E在25°C時(shí)的IB和IOS分別為±40 nA和35 nA。當(dāng)輸入具有高源電阻時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。此外，許多音頻放大器設(shè)計(jì)師更喜歡使用直接耦合。以前設(shè)計(jì)的高IB、VOS和TCVOS使得直接耦合很難使用，如果不是不可能的話。

電壓噪聲與偏置電流的平方根成反比，而電流噪聲與偏置電流的平方根成正比。使用高源電阻時(shí)，OP27的噪聲優(yōu)勢(shì)消失。圖38、圖39、圖40將觀察到的OP27總噪聲與不同電路應(yīng)用中其他器件的噪聲性能進(jìn)行比較。

圖38顯示了1000赫茲時(shí)噪聲與源電阻的關(guān)系。同樣的圖也適用于寬帶噪聲。要使用此圖，請(qǐng)將垂直比例乘以帶寬的平方根。

當(dāng)RS<1 kΩ時(shí)，OP27的低壓噪聲保持不變。當(dāng)RS<1kΩ時(shí)，總噪聲增大，但主要由電阻噪聲而不是電流或電壓噪聲控制。只有當(dāng)RS超過20KΩ時(shí)，電流噪聲才開始占主導(dǎo)地位。可以這樣說，電流噪聲對(duì)于低至中等源電阻的應(yīng)用并不重要。OP27和OP07噪聲之間的交叉出現(xiàn)在15kΩ到40kΩ區(qū)域。

圖39顯示了0.1 Hz到10 Hz p-p噪聲。這里的圖像不太好；電阻噪聲可以忽略不計(jì)，電流噪聲變得重要，因?yàn)樗c頻率的平方根成反比。與OP07的交叉發(fā)生在3kΩ到5kΩ的范圍內(nèi)，這取決于使用的是平衡還是不平衡的源電阻（在3kΩ時(shí)，IB和IOS誤差也可以是VOS規(guī)范的3倍）。

對(duì)于低頻應(yīng)用，當(dāng)RS>3 kΩ時(shí)，OP07優(yōu)于OP27/OP37。唯一的例外是增益誤差很重要。

圖40顯示了10赫茲的噪聲。正如預(yù)期的那樣，結(jié)果介于前兩個(gè)數(shù)字之間。

表7列出了一些信號(hào)源的典型源電阻，供參考。

音頻應(yīng)用程序

圖41是使用用于A1的OP27的語音前置放大器電路的示例；R1-R2-C1-C2用標(biāo)準(zhǔn)元件值構(gòu)成了一個(gè)非常精確的RIAA網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)RIAA語音均衡的常用方法是在高質(zhì)量增益塊周圍采用頻率相關(guān)反饋。選擇適當(dāng)?shù)腞C網(wǎng)絡(luò)可以提供3180μs、318μs和75μs三個(gè)必要的時(shí)間常數(shù)。

對(duì)于初始均衡精度和穩(wěn)定性，推薦使用聚苯乙烯或聚丙烯的精密金屬膜電阻器和薄膜電容器，因?yàn)樗鼈兙哂械碗妷合禂?shù)、低損耗因數(shù)和低介電吸收。（此處應(yīng)避免使用高k陶瓷電容器，但低k陶瓷，例如具有優(yōu)良損耗因數(shù)和較低介電吸收的NPO類型，可考慮小值。）

OP27給電路帶來3.2 nV/√Hz電壓噪聲和0.45 pA/√Hz電流噪聲。為了將來自其他來源的噪聲降到最低，R3設(shè)置為100Ω，產(chǎn)生1.3 nV/√Hz的電壓噪聲。噪聲僅使放大器的3.2nv/√Hz增加0.7db。對(duì)于1kΩ源，電路噪聲測(cè)量值在20khz噪聲帶寬內(nèi)低于1mv參考電平63db，未加權(quán)。

1 kHz時(shí)電路的增益（G）可通過以下表達(dá)式計(jì)算：

對(duì)于顯示的值，增益略低于100（或40分貝）。較低的增益可以通過增加R3來調(diào)節(jié)，但是高于40db的增益由于OP27的8mhz增益帶寬而表現(xiàn)出更多的均衡誤差。

該電路能夠在整個(gè)范圍內(nèi)非常低的失真度，在高達(dá)7V rms的電平下通常低于0.01%。在3v的輸出電平下，它在高達(dá)20khz的頻率下產(chǎn)生小于0.03%的總諧波失真。

電容器C3和電阻器R4形成一個(gè)簡單的−6dB/倍頻程隆隆濾波器，在22Hz處有一個(gè)拐角。作為一個(gè)選擇，開關(guān)選擇了并聯(lián)電容器C4，一種非極性電解，繞過低頻衰減。將隆隆濾波器的高通作用放在前置放大器之后，可以獲得理想的效果，以識(shí)別RIAA放大的低頻噪聲分量和拾音器產(chǎn)生的低頻干擾。

用于NAB磁帶播放的前置放大器類似于RIAA聲納前置放大器，不過通常需要更多的增益，而均衡則需要大量的低頻增強(qiáng)。如圖42所示，圖41中的電路可以很容易地修改以供磁帶使用。

當(dāng)磁帶均衡要求具有高于3khz（T2=50μs）的平坦高頻增益時(shí)，放大器不需要為單位增益而穩(wěn)定。失代償?shù)腛P37提供了更大的帶寬和轉(zhuǎn)換率。對(duì)于許多應(yīng)用，所示的理想時(shí)間常數(shù)可能需要對(duì)R1和R2進(jìn)行微調(diào)，以優(yōu)化針對(duì)非理想磁頭性能和其他因素的頻率響應(yīng)（請(qǐng)參閱參考資料部分）。

該配置的網(wǎng)絡(luò)值在1khz時(shí)產(chǎn)生50db增益，并且dc增益大于70db。因此，蝸殼輸出偏移量剛好超過500毫伏。一個(gè)0.47μF的輸出電容可以在不影響動(dòng)態(tài)范圍的情況下阻斷該電平。

磁帶頭可以直接耦合到放大器輸入端，因?yàn)樽顗那闆r下80毫安時(shí)的偏置電流為400毫安時(shí)，100μ英寸的磁頭（如PRB2H7K）并不麻煩。

放大器偏置電流瞬變，可以磁化磁頭提出一個(gè)潛在的磁帶頭問題。OP27和OP37在通電或斷電時(shí)無偏置電流瞬變。控制電源上升和下降的速度總是有利于消除瞬變。

此外，應(yīng)小心控制磁頭的直流電阻，最好低于1kΩ。對(duì)于這種配置，如果磁頭電阻沒有得到充分控制，偏置電流引起的偏置電壓可以大于100pv的最大偏置。

一個(gè)簡單但有效的固定增益無變壓器麥克風(fēng)前置放大器（圖43）將來自低阻抗麥克風(fēng)的差分信號(hào)放大50dB，輸入阻抗為2kΩ。由于電路的高工作增益，OP37有助于保持110 kHz的帶寬。由于OP37是一個(gè)失補(bǔ)償設(shè)備（最小穩(wěn)定增益為5），因此如果要拔出麥克風(fēng)，可能需要一個(gè)假電阻Rp。否則，來自開放輸入的100%反饋會(huì)導(dǎo)致放大器振蕩。

共模輸入噪聲抑制取決于橋阻比的匹配。應(yīng)使用接近公差（0.1%）類型，或應(yīng)修整R4以獲得最佳CMRR。所有電阻器應(yīng)為金屬薄膜型，以獲得最佳穩(wěn)定性和低噪音。

該電路的噪聲性能受到輸入電阻R1和R2的限制，而不是運(yùn)算放大器，因?yàn)镽1和R2各自產(chǎn)生4nv/√Hz噪聲，而運(yùn)算放大器產(chǎn)生3.2nv/√Hz噪聲。這些主要噪聲源的均方根值之和約為6nv/√Hz，相當(dāng)于20khz噪聲帶寬下的0.9μV，或比1mv輸入信號(hào)低近61db。測(cè)量結(jié)果證實(shí)了這一預(yù)測(cè)性能。

對(duì)于要求相當(dāng)?shù)驮肼暤膽?yīng)用，高質(zhì)量麥克風(fēng)變壓器耦合前置放大器（圖44）包含內(nèi)部補(bǔ)償?shù)腛P27。T1是一個(gè)JE115K-E150Ω/15KΩ變壓器，為OP27裝置提供最佳的源電阻。該電路的總增益為40dB，是變壓器電壓設(shè)置和運(yùn)算放大器電壓增益的乘積。

如果需要，可以通過調(diào)整R2或R1將增益調(diào)整到其他水平。由于OP27的低偏移電壓，對(duì)于40 dB增益，該電路的輸出偏移非常低，為1.7 mV或更小。在這種情況下，可以消除典型的輸出阻塞電容器，但是需要更高的增益來消除開關(guān)瞬態(tài)。

電容器C2和電阻器R2在該電路中形成2μs的時(shí)間常數(shù)，這是變壓器制造商推薦的最佳瞬態(tài)響應(yīng)。使用C2時(shí)，A1必須具有unitygain穩(wěn)定性。對(duì)于不需要2μs時(shí)間常數(shù)的情況，可以刪除C2，從而使用更快的OP37。

連接到無噪聲放大器的150Ω電阻器和R1和R2增益電阻器在20 kHz帶寬內(nèi)產(chǎn)生220 nV的噪聲，或比1 mV參考電平低73 dB。任何實(shí)用的放大器都只能接近這個(gè)噪聲級(jí)，它永遠(yuǎn)不會(huì)超過它。在指定了OP27和T1的情況下，額外的噪聲衰減接近3.6 dB（或−69.5，參考1 mV）。

外形尺寸

[1]、在通電約0.5秒后進(jìn)行輸入偏移電壓測(cè)量。A/E等級(jí)保證完全預(yù)熱。

[2]、長期輸入偏移電壓穩(wěn)定性是指在運(yùn)行的前30天之后，電壓與時(shí)間的平均趨勢(shì)線。不包括運(yùn)行的初始小時(shí)，前30天的V變化通常為2.5μV。請(qǐng)參閱典型性能特性部分。

[3]、參見電壓噪聲測(cè)試電路（圖31）。

[4]、由輸入偏置電流保證。

[5]、TCV性能在未占用或R=8KΩ至20KΩ為零時(shí)在規(guī)范范圍內(nèi)。TCV 100%測(cè)試A/E等級(jí)，樣本測(cè)試C/G等級(jí)。

[6]、在通電約0.5秒后，由自動(dòng)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行輸入偏移電壓測(cè)量。

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