軌到軌運(yùn)放是什么意思?軌到軌運(yùn)放與一般運(yùn)放有何區(qū)別?
在這篇文章中,小編將對(duì)軌到軌運(yùn)放的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)運(yùn)放的了解程度,和小編一起來(lái)閱讀以下內(nèi)容吧。
一、軌到軌運(yùn)放是什么意思
要想理解軌到軌得先理解 什么不是軌到軌 。
許多在相對(duì)高電壓導(dǎo)軌(例如+/-15V)上工作的運(yùn)放只能將輸出驅(qū)動(dòng)到導(dǎo)軌附近3或4伏的地方——例如,對(duì)于一個(gè)雙電源±15伏的供電的運(yùn)放,運(yùn)放的輸出電壓只能到+/-12伏。此類運(yùn)放不是軌到軌運(yùn)放。
古老的LM741運(yùn)放不是“軌到軌”的,原因如下:在數(shù)據(jù)表中的電氣特性表格,輸出電壓擺幅在供電電壓=±15V,輸出負(fù)載 2kΩ 的測(cè)試條件下被測(cè)定為±13V。所以輸出只能在供電軌附近2V以內(nèi)變化。
反之,軌到軌(rail-to-rail)意味著運(yùn)放的輸入和輸出可以在接近電源電壓的范圍內(nèi)工作。
軌到軌這么好,那么問(wèn)題來(lái)了:既然軌到軌這么好,為什么還有非軌到軌運(yùn)放的存在?
原因就在于 rail-to-rail 的運(yùn)放,一般都是低壓器件(+/-5V 或single +5V),輸入輸出電壓都能達(dá)到電源(輸入甚至可以超過(guò))。注意,上一個(gè)句子里有個(gè)"一般"。非軌到軌的運(yùn)放可以輕輕送干到30幾伏的供電電壓。
一個(gè)相關(guān)的術(shù)語(yǔ),頂部空間(head room),是衡量信號(hào)接近導(dǎo)軌的程度的一個(gè)指標(biāo)。從導(dǎo)軌到輸出信號(hào)峰值電壓的距離就是頂部空間。在3.3V的供電電壓下,頂部空間為0.3V,意味著你的信號(hào)可以在不失真的情況下達(dá)到+/- 3.0V(頂部空間指的是正負(fù)供電導(dǎo)軌)。隨著輸出電流的增加,頂部空間也會(huì)增加。
圖1:在這個(gè)例子中,上導(dǎo)軌是電源電壓VDD。頂部空間是300毫伏,下導(dǎo)軌是地。如果運(yùn)放是真正的軌到軌,那么削波(深紅色線)就不會(huì)發(fā)生在4.4伏 VPP。
圖2:另一個(gè)放大了的波形圖顯示,當(dāng)輸出接近其供電電壓極值時(shí),削波可能會(huì)發(fā)生。VDD是放大器的供電電壓,決定了導(dǎo)軌的位置。
軌道軌運(yùn)放可以最大限度輸入或者輸出信號(hào),使得輸入或者輸出信號(hào)非常接近于電壓電壓的極值。
二、軌到軌運(yùn)放與一般運(yùn)放的區(qū)別
1. 更寬的輸入電壓范圍在一般運(yùn)放中,輸入電壓應(yīng)該在可接受的運(yùn)營(yíng)電壓范圍內(nèi)。而軌到軌運(yùn)放可以使輸入電壓接近于供電電池電壓的頂部和底部限制。這使得軌到軌運(yùn)放可以產(chǎn)生更大的輸出信號(hào),并且更好地處理輸入信號(hào)。
2. 更大的增益軌到軌運(yùn)放的放大范圍比一般運(yùn)放更廣。因此,它不需要低gain-voltage的運(yùn)放,這使它可以提供更大的增益。這在電源被供電的低電壓條件下是尤其重要的,因?yàn)榇藭r(shí)運(yùn)放不能產(chǎn)生很高的增益。
3. 更高的速度和更好的穩(wěn)定性軌到軌運(yùn)放具有更高的速度和更好的穩(wěn)定性。這意味著它可以更快地響應(yīng)輸入信號(hào),并且在變化的電源電壓下仍能保持其性能穩(wěn)定。
4. 更低的失真由于具有不同的器件結(jié)構(gòu)和工作特性,軌到軌運(yùn)放可以提供更低的失真水平。這意味著它產(chǎn)生的輸出信號(hào)更精確,更準(zhǔn)確地反映輸入信號(hào)的變化。
5. 更低的噪音由于軌到軌運(yùn)放具有更高的增益,更低的失真和更高的質(zhì)量,因此它產(chǎn)生的噪音也更低。這使其對(duì)信號(hào)處理領(lǐng)域中的低噪音應(yīng)用來(lái)說(shuō)是理想的選擇。
以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)軌到軌運(yùn)放的內(nèi)容,希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章,可以在網(wǎng)頁(yè)頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。