特征

•極低噪聲，5 nV/Hz@1 kHz

•良好的輸入偏置電壓，最大0.4mV

•低偏移電壓漂移，最大2 μ V/℃

•非常高的增益，最小1000 V/mV

•出色的CMR，最小110分貝

•轉(zhuǎn)換率，2V/μs典型值

•增益帶寬乘積，6 MHz典型值

•工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四引腳

•以模具形式提供

一般說(shuō)明

OP470是一款高性能單片四路運(yùn)算放大器，具有極低的電壓噪聲，5nV/Hz，最大1kHz，性能與ADI的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OP27相當(dāng)。

OP470的特點(diǎn)是輸入偏移電壓低于0.4毫伏，非常適合四路運(yùn)算放大器，偏移漂移低于2毫伏/∞C，保證在整個(gè)軍用溫度范圍內(nèi)。OP470的開(kāi)環(huán)增益在10 kW負(fù)載下超過(guò)1000000，即使在高增益應(yīng)用中，也確保了出色的增益精度和線性度。輸入偏置電流小于25na，減少了信號(hào)源電阻引起的誤差。OP470的CMR超過(guò)110dB，PSRR小于1.8mV/V，顯著減少了由地面噪聲和電源波動(dòng)引起的誤差。四路OP470的功耗是四個(gè)OP27的一半，這對(duì)于注重功耗的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。OP470是單位增益穩(wěn)定，增益帶寬積為6mhz，轉(zhuǎn)換速率為2v/ms。

OP470提供了出色的放大器匹配，這對(duì)多增益塊、低噪聲儀表放大器、四緩沖器和低噪聲有源濾波器等應(yīng)用非常重要。

OP470符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)14鉛浸引腳。它與LM148/149、HA4741、HA5104和RM4156四路運(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)于更高的速度應(yīng)用，建議使用轉(zhuǎn)換速率為8V/ms的OP471。

引腳連接

簡(jiǎn)化示意圖

骰子特征

OP470–典型性能特征

應(yīng)用程序信息

電壓和電流噪聲

OP470是一款非常低噪聲的四路運(yùn)算放大器，在1 kHz時(shí)，典型的電壓噪聲僅為3.2 nV÷Hz。由于電壓噪聲與集電極電流的平方根成反比，OP470的極低噪聲特性部分是通過(guò)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。因此，OP470的出色的電壓噪聲性能是以犧牲電流噪聲性能為代價(jià)的，這是低噪聲放大器的典型特性。

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通過(guò)以下公式計(jì)算：

式中：

En=總輸入?yún)⒖荚肼?/p>

en=上安培電壓噪聲

in=運(yùn)算放大器電流噪聲

et=源電阻熱噪聲

RS=源電阻

總的噪聲指的是輸入端，輸出端的噪聲將被電路增益放大。圖4顯示了1kHz時(shí)總噪聲與源電阻之間的關(guān)系。對(duì)于RS<1 kW，總噪聲由OP470的電壓噪聲控制。當(dāng)RS上升到1KW以上時(shí)，總噪聲增加，主要由電阻噪聲控制，而不是由OP470的電壓或電流噪聲控制。當(dāng)RS超過(guò)20kw時(shí)，OP470的電流噪聲成為總噪聲的主要貢獻(xiàn)者。

圖5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4中所示的更快。在圖5中，當(dāng)RS>5kw時(shí)，OP470的電流噪聲占總噪聲的主導(dǎo)地位。

從圖4和圖5可以看出，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OP470相比，具有較低電流噪聲的OP400將提供較低的總噪聲。

圖6顯示了在0.1Hz到10Hz范圍內(nèi)的峰間噪聲與源電阻的關(guān)系。同樣，在RS值較低時(shí)，OP470的電壓噪聲是峰間噪聲的主要貢獻(xiàn)者，而電流噪聲是RS增大時(shí)的主要貢獻(xiàn)者。OP470和OP400之間峰間噪聲的交叉點(diǎn)為RS=17 kW。

OP471是OP470的更高速版本，其轉(zhuǎn)換速率為8V/ms。OP471的噪聲僅略高于OP470。和OP470一樣，OP471是單位增益穩(wěn)定的。

表一列出了一些信號(hào)源的典型源電阻，供參考。

噪聲測(cè)量.峰間電壓噪聲

圖7中的電路是測(cè)量峰峰值電壓噪聲的測(cè)試裝置。要在0.1 Hz至10 Hz范圍內(nèi)測(cè)量OP470的200 nV峰間噪聲規(guī)格，必須遵守以下預(yù)防措施：

1.設(shè)備必須至少預(yù)熱五分鐘。如預(yù)熱漂移曲線所示，通電后由于芯片溫度升高，偏移電壓通常會(huì)變化5 mV。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(guò)幾十毫伏。

2.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。

3.裝置附近的突然運(yùn)動(dòng)也可以“饋通”以增加觀察到的噪聲。

4.測(cè)量0.1 Hz至10 Hz噪聲的試驗(yàn)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)10秒。如圖8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)。

5.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赫茲噪聲電壓密度測(cè)量值與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。

6.應(yīng)通過(guò)良好旁路的低噪聲電源（如電池）向測(cè)試電路供電。這將最小化通過(guò)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9的電路顯示了一種快速可靠的測(cè)量四路運(yùn)算放大器噪聲電壓密度的方法。每個(gè)單獨(dú)的放大器是串聯(lián)的，并在單位增益，保存最后的放大器是在非互易增益101。由于每個(gè)放大器的交流噪聲電壓是不相關(guān)的，它們以均方根的方式增加，從而產(chǎn)生：

OP470是一個(gè)單片器件，有四個(gè)相同的放大器。

每個(gè)單獨(dú)放大器的噪聲電壓密度將匹配，給出：

噪聲測(cè)量-電流噪聲密度

圖10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=獲得10000

RS=100 kW源電阻

容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)和電源的考慮

OP470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(guò)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(wèn)題，并提高OP470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11顯示了一個(gè)消除這種影響的簡(jiǎn)單電路。增加的元件C1和R3使放大器與負(fù)載電容解耦，并提供額外的穩(wěn)定性。圖11中所示的C1和R3值適用于與OP470一起使用時(shí)高達(dá)1000pF的負(fù)載電容。

在OP470的逆變或非逆變輸入由低電源阻抗（低于100 W）驅(qū)動(dòng)或接地的應(yīng)用中，如果V+在V-之前施加，或者當(dāng)V斷開(kāi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的寄生電流。大多數(shù)應(yīng)用程序使用雙跟蹤電源，并且設(shè)備電源引腳被適當(dāng)?shù)乩@過(guò)，通電就不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果V-斷開(kāi)，與所有輸入串聯(lián)的源電阻至少為100 W（圖11），將把寄生電流限制在安全水平。應(yīng)該注意的是，任何源電阻，即使是100瓦，都會(huì)給電路增加噪聲。在噪聲要求保持在最低限度的地方，鍺或肖特基二極管可以用來(lái)鉗制V型管腳并消除寄生電流，而不是使用串聯(lián)限制電阻。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，每個(gè)板或系統(tǒng)只需要一個(gè)二極管鉗位。

單位增益緩沖器應(yīng)用

當(dāng)Rf為100 W，輸入由快速、大信號(hào)脈沖（>1 V）驅(qū)動(dòng)時(shí)，輸出波形如圖12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。射頻為500瓦時(shí)，輸出能夠處理電流要求（10伏時(shí)IL<20毫安）；放大器將保持在其激活模式，并將發(fā)生平滑過(guò)渡。

當(dāng)Rf>3kw時(shí)，由Rf和放大器的輸入電容（2pf）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(wèn)題。

應(yīng)用

低噪聲放大器

圖13顯示了一種通過(guò)并聯(lián)放大器降低放大器噪聲的簡(jiǎn)單方法。放大器噪聲，如圖14所示，約為2 nV/Hz@1 kHz（R.T.I.）。每個(gè)并聯(lián)放大器和整個(gè)電路的增益為1000。200瓦電阻限制循環(huán)電流，并提供50瓦的有效輸出電阻。放大器在10毫安的電容性負(fù)載下是穩(wěn)定的，可以提供高達(dá)30毫安的輸出驅(qū)動(dòng)。

數(shù)字搖攝控制

圖15使用一個(gè)DAC-8408四位8位DAC在兩個(gè)通道之間平移信號(hào)。互補(bǔ)的DAC電流輸出DAC-8408的四個(gè)DAC中的兩個(gè)，驅(qū)動(dòng)由單個(gè)四個(gè)OP470構(gòu)成的電流電壓轉(zhuǎn)換器。放大器具有互補(bǔ)輸出，其振幅取決于應(yīng)用于DAC的數(shù)字代碼。圖16顯示了應(yīng)用于DAC數(shù)據(jù)輸入的1kHz輸入信號(hào)和數(shù)字斜坡的互補(bǔ)輸出。數(shù)字搖攝控制的失真度小于0.01%。

通過(guò)使用DAC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引起的增益誤差。在DAC-8408中可用的四個(gè)DAC中，只有兩個(gè)DAC（A和C）實(shí)際傳遞信號(hào)。DAC B和D用于提供電路中所需的附加反饋電阻。如果VREFB和VREFD輸入保持未連接，則使用RFBB和RFBD的電流電壓轉(zhuǎn)換器不受到達(dá)DAC B和D的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的影響。

靜噪放大器

圖17的電路是一個(gè)簡(jiǎn)單的靜噪放大器，當(dāng)輸入信號(hào)低于預(yù)設(shè)限值時(shí)，使用FET開(kāi)關(guān)切斷輸出。

輸入信號(hào)由峰值檢測(cè)器采樣，時(shí)間常數(shù)由C1和R6設(shè)置。當(dāng)峰值檢波器（Vp）的輸出低于R8設(shè)定的閾值電壓（VTH）時(shí)，由運(yùn)算放大器C構(gòu)成的比較器從V-切換到V+。這將驅(qū)動(dòng)N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極調(diào)高，打開(kāi)它，將運(yùn)算放大器A形成的逆變放大器的增益降低到零。

五波段低噪聲立體圖形均衡器

圖18所示的圖形均衡器電路在5波段范圍內(nèi)提供15 dB的增強(qiáng)或切斷。對(duì)于3V rms輸入，20kHz帶寬上的信噪比優(yōu)于100dB。較大的電感器可以被有源電感器取代，但這會(huì)降低信噪比。

外形尺寸

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