放大器电路设计中的常见成绩阅历总结

　　与分立器件相比，古代集成运算放大器(op amp)和仪表放大器(in-amp)为设计工程师带来了许多益处。只管提供了许多奇妙、有用并且吸引人的电路。往往都是这样，因为仓促地组装电路而会漠视了一些十分根本的成绩，从而导致电路不能完成预期性能 - 或许能够基本不工作。本文将探讨一些最常见的运用成绩，并给出适用的处理计划。

　　AC耦合时短少DC偏置电流回路

　　最常遇到的一个运用成绩是在交换(AC)耦合运算放大器或仪表放大器电路中没有提供偏置电流的直流(DC)回路。在图1中，一只电容器与运算放大器的同相输入端串联以完成AC耦合，这是一种隔离输入电压(VIN)的DC重量的简双方法。这在高增益运用中尤其有用，在那些运用中哪怕运算放大器输入端很小的直流电压都会限度动态范围，甚至导致输出饱和。但是，在高阻抗输入端加电容耦合，而不为同相输入端的电流提供DC通路，会出现成绩。

　　图1.谬误的运算放大器AC耦合输入

　　实践上，输入偏置电流会流入耦合的电容器，并为它充电，直到超过放大器输入电路的共模电压的额定值或使输出达到极限。依据输入偏置电流的极性，电容器会充电到电源的正电压或负电压。放大器的闭环DC增益放大偏置电压。

　　这个过程能够会需求很长工夫。例如，一只场效应管(FET)输入放大器，当1 pA的偏置电流与一个0.1μF电容器耦合时，其充电速率I/C为10–12/10–7=10 μV/s，或每分钟600μV。假设增益为100，那么输出漂移为每分钟0.06 V。因此，普通试验室测试(利用AC耦合示波器)无奈检测到这个成绩，而电路在数小时之后才会出现成绩。显然，齐全避免这个成绩十分重要。

　　图2.正确的双电源供电运算放大器AC耦合输入方法

　　图2示出了对这常见成绩的一种简略的处理计划。这里，在运算放大器输入端和地之直接一只电阻器，为输入偏置电流提供一个对地回路。为了使输入偏置电流形成的失调电压最小，当利用双极性运算放大器时，应该使其两个输入端的偏置电流相等，所以通常应将R1的电阻值设置成等于R2和R3的并联阻值。

　　但是，应该留意的是，该电阻器R1总会在电路中引入一些噪声，因此要在电路输入阻抗、输入耦合电容器的尺寸和电阻器惹起的Johnson噪声之间停止折衷。典型的电阻器阻值普通在100,000Ω ~1 MΩ之间。

　　类似的成绩也会出如今仪表放大器电路中。图3示出了利用两只电容器停止AC耦合的仪表放大器电路，没有提供输入偏置电流的前往门路。这个成绩在利用双电源(图3a)和单电源(图3b)供电的仪表放大器电路中很常见。

　　图3.不工作的AC耦合仪表放大器实例