常用运放做跟随器使用总结

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常用运放做跟随器使用总结

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CSDN

https://blog.csdn.net/qq_45138815/article/details/117136397

跟随器是电子工程中常见的电路结构，而运放芯片的选择对跟随器的性能有着重要影响。本文详细介绍了四种常用运放芯片（OPA690、OPA842、OPA228、OPA192）在跟随器应用中的表现，包括它们的特性、使用注意事项以及实际测试结果。通过对比分析，帮助读者更好地理解如何选择合适的运放芯片。

前言

在一次电路设计中，作者使用了四种不同的OPA系列芯片（OPA690、OPA842、OPA228、OPA192）来构建跟随器，并发现并非所有运放都适合这种应用。测试条件为500mV正弦波输入，10倍衰减，理论输出应为50mV。为了更好地理解跟随器的工作原理，可以参考作者的另一篇博文《跟随器的作用及特点》。

一、芯片介绍

1. OPA690

电源范围：-5V至12V单电源，±2.5V至±5V双电源
单位增益带宽：500 MHz
输出电流：190 mA
输出电压摆幅：±4 V
转换速率：1800 V/µs
电源电流：5.5 mA
禁用电流：100µA
5V工作带宽：220 MHz

OPA690采用新型内部架构，实现了转换速率和全功率带宽的突破，特别适合单电源操作。在5V供电下，可提供1V至4V的输出摆幅，驱动电流超过150mA，带宽可达150MHz。其低5.5mA电源电流经过精确温度补偿，低温漂移特性使其最大电源电流低于竞争产品。通过禁用控制引脚，可以将电源电流降至100µA以下，同时输出进入高阻抗状态，实现节能。

使用总结：OPA690容易自激，不建议新手使用。使用时必须走PCB，并做好电源退耦。避免在洞洞板和面包板上测试。在电压跟随器测试中，AD2波形正常，但AD1波形失真，并带有正的几十毫伏直流偏置。适用于高频应用，低频时可能会出现问题。

2. OPA842

单位增益带宽：400MHz
增益带宽产品：200MHz
输入电压噪声：2.6nV/√Hz
失真：-93dBc（5MHz）
开环增益：110dB
12位沉降时间：22ns（0.01%）
直流电压偏移：300mV（典型）
差分增益/相位误差：0.003%/0.008°

OPA842在单片运算放大器中实现了前所未有的速度和动态范围。其电压反馈架构在单位增益下提供200MHz的增益带宽产品。两个内部增益级实现了异常低的谐波失真和宽频率范围的高开环增益。经典差分输入提供了精密运算放大器的所有优点，如偏置电流取消和低反相电流噪声。OPA842非常适合需要高动态范围的应用，如ADC/DAC缓冲驱动器、低增益差分放大器、视频线驱动器、有源滤波器配置、宽带积分器和低失真差分接收器。

使用总结：OPA842作为跟随器时，AD1和AD2输出波形均无失真，但存在-50mV的直流偏置，使用时需注意隔直。适用于高频应用，低频时可能会出现问题。

3. OPA228

低噪声：3nV/√Hz
带宽：
OPA227：8MHz，2.3V/μs
OPA228：33MHz，10V/μs
建立时间：5μs
CMRR：138dB
开环增益：160dB
输入偏置电流：10nA（最大值）
失调电压：75μV（最大值）
电源电压范围：±2.5V 至 ±18V

OPAx22x系列运算放大器结合了低噪声、宽带宽和高精度特性，是需要同时具备交流和精密直流性能应用的理想选择。OPAx227具有稳定的单位增益和高压摆率（2.3V/μs）及8MHz带宽。OPAx228针对5倍或更大的闭环增益进行了优化，提供更高的速度（10V/μs压摆率和33MHz带宽）。OPAx227和OPAx228系列非常适合专业音频设备，低静态电流和低成本使其也非常适合便携式应用。它们是OP-27、LT1007、MAX427等的引脚对引脚替代产品，在整个电路板上都有重大改进。为了节省空间和降低每通道成本，还提供双通道和四通道版本。

使用总结：OPA228作为跟随器时，AD1和AD2无输出波形，原因是OPA228需要5倍或更大的闭环增益才能稳定。而OPA227则可以正常工作。这说明在选择芯片时需要仔细考虑具体应用需求。

4. OPA192

失调电压：±5μV
失调电压漂移：±0.2μV/°C
噪声：1kHz时为5.5nV/√Hz
CMRR：140dB
偏置电流：±5pA
带宽：10MHz GBW
压摆率：20V/μs
静态电流：每个放大器1mA
电源电压范围：±2.25V至±18V，4.5V至36V
EMI/RFI过滤
差分输入电压范围达到电源轨
容性负载驱动能力：1nF

OPAx192系列（OPA192、OPA2192和OPA4192）是新一代36V e-trim运算放大器。这些器件具有卓越的直流精度和交流性能，包括轨到轨输入/输出、低偏移（典型值：±5μV）、低零漂（典型值：±0.2μV/°C）和10MHz带宽。OPA192系列拥有诸多独特特性，如电源轨的差分输入电压范围、高输出电流（±65mA）、高达1nF的高容性负载驱动以及高压摆率（20V/μs），是稳健耐用的高性能运算放大器，适用于各种高压的工业级应用。OPA192系列运算放大器采用标准封装，在-40°C至+125°C的额定温度范围内工作。

使用总结：OPA192作为跟随器时，AD1和AD2输出直流偏置非常微小，波形非常理想，因此最终选择了这款芯片。

二、轨对轨是什么意思？

轨是指电源轨，我们规定，运放的正电源是正轨，负电源是负轨。轨到轨运放分为输入轨到轨运放和输出轨到轨运放。例如，如果需要输入范围接近电源轨，那么就选输入轨到轨。或者输出要达到电源轨，就选输出轨到轨运放。或者有些特殊情况，例如你的输入信号是±5V，需要做一个跟随器，假如供电又有限制，那么就需要输出输出都是轨到轨的运放了。