校正高速放大器电路中的直流误差

当同时需要高 DC 精度和高带宽时，可能难以实现。根据电路配置，有几种有效的方法，包括构建复合放大器，或在高速放大器周围实现伺服环路。

对于反相电路配置，使用配置为积分器的运算放大器的直流伺服环路最适合。对于同相电路，基于运算跨导放大器 (OTA) 的直流伺服回路电路将是最简单的实现方式。这两个电路如下图 1 和图 2 所示。

图 1：用于反相放大器配置的直流伺服环路

图 2：同相放大器配置的直流伺服环路

无论您是否要使用去耦电容，这两个电路都是交流耦合的。我在这里用去耦电容表示电路，以强调等效电路将是交流耦合的。

伺服回路实际上去除了直流电压并用参考电压 (Vref) 代替它。系统的精度仅受伺服回路中使用的设备精度和回路速度的限制。在这两个电路中，您必须平衡高通带宽和伺服放大器的响应时间。如果伺服放大器太快或信号变化太慢，信号将被伺服，对其完整性造成灾难性后果。在实现精确测量之前，系统还将有一个初始稳定时间。

对于基于积分器的电路，伺服放大器的输出电压增加与信号放大器的输出直接相关。由于直流增益为 1-V/V，因此信号放大器的输入将在输出端看到。由 R4 和 C3 组成的低通滤波器将限制带宽并最大限度地减少对信号放大器的噪声贡献。伺服放大器通常是精密放大器，例如OPA277或OPA333。

OPAx277系列精密运算放大器取代了行业标准OP-177。它们提供更好的噪声，更宽的输出电压摆幅，并且速度是静态电流的两倍。其特点包括超低偏置电压和漂移、低偏置电流、高共模抑制和高电源抑制。单、双和四版本具有相同的规格，以实现最大的设计灵活性。

OPAx277系列运算放大器在±2-V至±18-V电源范围内工作，性能优异。与大多数只在一个电源电压下指定的运算放大器不同，OPAx277系列是为实际应用而指定的;单一限值适用于±5-V至±15-V电源范围。当放大器摆幅达到规定极限时，保持高性能。由于初始偏移电压(±20μV最大值)非常低，通常不需要用户调整。但是，单一版本(OPA277)为特殊应用提供外部装饰销。

OPA277运算放大器易于使用，并且不存在其他运算放大器中发现的相位反转和过载问题。它们单位增益稳定，并在各种负载条件下提供优异的动态性能。双和四版本具有完全独立的电路，即使在驱动过度或过载的情况下，也能降低串扰并避免交互。

直到OPA615的 SOTA(采样 OTA)的输出，同相配置的 DC 伺服环路对积分器的行为相同。引脚 10 和 11 之间的电压差将产生电流输出，为 Chold 电容器充电。然后将产生的电压馈送到另一个 OTA。此 OTA 的 B 输入(引脚 3)上出现的电压作为电压镜像到 E 输入，并通过电阻器 R E转换为电流。电流最终镜像到 C 输出(引脚 12)并插入 OPA656 的反相节点。电流将继续添加到该节点，直到引脚 10 和 11 上的电压为零。

现在，为了增加一些复杂性，SOTA 可用于对特定时间进行采样，在此期间没有信号达到某个 DC 值，实际上是向上或向下移动整个信号。在这种模式下，电路的行为类似于直流恢复电路。如果 SOTA 一直在采样，则只能通过在引脚 10 上插入一个 RC 滤波器来实现 DC 校正。这个 RC 滤波器将具有与图 1 中的 R4、C3 滤波器相同的效果。