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SINGLE-SUPPLY/RAIL-TO-RAIL OP AMP INPUT STAGES

24樓：	>>參與討論
作者： IC921 于 2006/1/11 23:21:00 發(fā)布： 研討翻譯 SINGLE-SUPPLY AMPLIFIERS -3- SINGLE-SUPPLY/RAIL-TO-RAIL OP AMP OUTPUT STAGES 輸出級(jí)為RAIL-TO-RAIL的單電源運(yùn)算放大器 ［023］ ［023］ The earliest IC op amp OUTPUT stages were NPN emitter followers with NPN current sources or resistive pull-downs, as shown in Figure 1.6. Naturally, the slew rates were greater for positive-going than for negative-going signals. While all modern op amps have push-pull OUTPUT stages of some sort, many are still asymmetrical, and have a greater slew rate in one direction than the other. This asymmetry, which generally results from the use of IC PROCESSes with better NPN than PNP TRANSISTORs, may also result in the ability of the OUTPUT to approach one supply more closely than the other. 最初的集成運(yùn)算放大器的輸出級(jí)是NPN電流源的NPN 放射追隨器或通過(guò)電阻下拉，如圖1.6所示。(這樣的電路)，其正向信號(hào)的壓擺率自然比負(fù)向的大�，F(xiàn)代運(yùn)算放大器有某種方式的推挽式的輸出級(jí)，許多也是不對(duì)稱的，并且某一方向的壓擺率有比其它方向的有更大的傾向。這種比PNP晶體管更好的非對(duì)稱性，一般源于所用的IC工藝，也源于這樣能比其它方式更有迫近某一電源軌的能力。 ［024］ ［024］ In many applications, the OUTPUT is required to swing ONLY to one rail, usually the negative rail (i.e., ground in single-supply systems). A pulldown RESISTOR to the negative rail will allow the OUTPUT to approach that rail (provided the load impedance is high enough, or is also grounded to that rail), but ONLY slowly. Using an FET current source instead of a RESISTOR can speed things up, but this adds complexity. 許多應(yīng)用中，輸出只需擺向某一電源軌，而且通常是負(fù)軌(即單電源系統(tǒng)的電源地)。一個(gè)下拉電阻器將允許輸出迫近迫近該電源軌(所提供的負(fù)載阻抗足夠高, 或負(fù)載也是接地的)，但這樣速度較慢。若使用FET電流源來(lái)代替電阻器則可能使之加速，但這又增加了復(fù)雜性。 OP AMP OUTPUT STAGES USING COMPLEMENTARY DEVICES ALLOW PUSH-PULL DRIVE Figure 1.6 ［025］ ［025］ An IC PROCESS with relatively well-matched (AC and DC) PNP and NPN TRANSISTORs allows both the OUTPUT voltage swing and slew rate to be reasonably well matched. However, an OUTPUT stage using BJTs cannot swing completely to the rails, but ONLY to within the TRANSISTOR saturation voltage (VCESAT) of the rails (see Figure 1.7). For small amounts of load current (less than 100μA), the saturation voltage may be as low as 5 to 10mV, but for higher load currents, the saturation voltage can increase to several hundred mV (for example, 500mV at 50MA). 具有PNP與NPN晶體管匹配（包括交流和直流）相對(duì)較好的IC工藝，可以使輸出擺幅和壓擺率都會(huì)有相應(yīng)較好的匹配。然而，輸出級(jí)使用BJT(雙極型晶體管)就無(wú)法完全地?cái)[動(dòng)電源軌，而只能限于在晶體管飽和電壓(VCESAT)的范圍之內(nèi)(參見(jiàn)圖1.7)。為小負(fù)載電流(小于1004μA)，飽和電壓也許低至5～10mV。但更高的負(fù)載電流，飽和電壓可能增加到幾百mV(例如50MA時(shí)為500mV) 。 ［譯者語(yǔ)］both不是指兩個(gè)輸出，而是the OUTPUT voltage swing和to be reasonably well matched。要注意。 ［026］ ［026］ On the other hand, an OUTPUT stage constructed of CMOS FETs can provide true rail-to-rail performance, but ONLY under no-load conditions. If the OUTPUT must source or sink current, the OUTPUT swing is reduced by the voltage dropped across the FETs internal "on" resistance (typically, 100ohms). 另一方面，由CMOS FET構(gòu)建的輸出級(jí)則可能提供真正的rail-to-rail性能，但只限于無(wú)負(fù)載情況下。如果輸出必須吸入或灌出(泵出)電流，輸出擺幅就會(huì)因FET內(nèi)部“導(dǎo)通”阻抗的壓降而降低(典型為100Ω)。 RAIL-TO-RAIL OUTPUT STAGE SWING IS LIMITED BY Vcesat, Ron, AND LOAD CURRENT Figure 1.7 ［027］ ［027］ In summary, the following points should be considered when selecting AMPLIFIERs for single-supply/rail-to-rail applications: 總之，在選擇單電源/rail-to-rail放大器時(shí)以下各點(diǎn)應(yīng)該予以考慮: ［028］ ［028］ First, input offset voltage and input bias currents can be a function of the applied input common-mode voltage (for true rail-to-rail input op amps). Circuits using this class of AMPLIFIERs should be designed to minimize resulting errors. An inverting AMPLIFIER configuration with a false ground reference at the non-inverting input prevents these errors by holding the input common-mode voltage constant. If the inverting AMPLIFIER configuration cannot be used, then AMPLIFIERs like the OP284/OP484 which do not exhibit any common-mode crossover thresholds should be used. 首先，輸入失調(diào)電壓和輸入偏置電流是加到輸入端共模電壓的函數(shù)（對(duì)真rail-to-rail的輸入型的運(yùn)算放大器)。放大器這一級(jí)電路要設(shè)計(jì)成引起的誤差最小（化）。反相放大器在同相輸入端進(jìn)行虛地的配置，可防止這些由共模電壓引入的誤差恒定。如果不能使用反相放大器配置，那么，就要采用象OP284/OP484 這樣do not exhibit any common-mode crossover thresholds的放大器。 ［譯者語(yǔ)］which do not exhibit any common-mode crossover thresholds掌握不好。 ［029］ ［029］ Second, since input bias currents are not always small and can exhibit different polarities, source impedance levels should be carefully matched to minimize additional input bias current-induced offset voltages and increased distortion. Again, consider using AMPLIFIERs that exhibit a smooth input bias current transition throughout the applied input common-mode voltage. 其次, 因?yàn)檩斎肫�置電流不一定都�? 且可能體現(xiàn)不同的極性，而且源阻抗水平應(yīng)該仔細(xì)地進(jìn)行匹配，以將輸入偏置電流引起額外失調(diào)電壓和增加的畸變減到最小。再者，所用的放大器也要考慮在加到輸入端的整個(gè)共模電壓(范圍內(nèi))輸入偏置電流轉(zhuǎn)換保持平滑。 ［030］ ［030］ Third, rail-to-rail AMPLIFIER OUTPUT stages exhibit load-dependent gain which affects AMPLIFIER open-loop gain, and hence closed-loop gain accuracy. Amplifiers with open-loop gains greater than 30,000 for resistive loads less than 10KOHM are GOOD choices in PRECISION applications. For applications not requiring full rail-rail swings, DEVICE families like the OPX13 and OPX93 offer DC gains of 0.2V/μV or more. 第三，rail-to-rail放大器輸出級(jí)的負(fù)載-增益效應(yīng)，放大器開(kāi)環(huán)增益，閉環(huán)增益精度。放大器的開(kāi)環(huán)增益大于30,000的負(fù)載阻抗小于10kΩ，在精密應(yīng)用中是一個(gè)好的選擇。對(duì)于不要求完全rail-rail擺幅的應(yīng)用，象OPX13和OPX93系列器件可提供0.2V/μV或更多的直流增益。 ［031］ ［031］ Lastly, no matter what claims are made, rail-to-rail OUTPUT voltage swings are functions of the AMPLIFIER’s OUTPUT stage DEVICEs and load current. The saturation voltage (VCESAT), saturation resistance (RSAT), and load current all affect the AMPLIFIER OUTPUT voltage swing. 最后， no matter what claims are made,  rail-to-rail輸出電壓擺幅是放大器的輸出級(jí)器件和負(fù)載電流的函數(shù)。飽和電壓(VCESAT)，飽和抵抗(RSAT)和負(fù)載電流全都影響著放大器輸出電壓的擺幅。 ［032］ ［032］ These considerations, as well as those re 25樓： >>參與討論 作者： computer00 于 2006/1/12 0:03:00 發(fā)布： no matter what claims are made 看起來(lái)像 “不管提出何種要求” saturation resistance  應(yīng)該翻譯成“飽和電阻”比較合適吧。 These considerations, as well as those regarding rail-to-rail PRECISION, have implications in many circuits, namely instrumentation amplifiers, which will be covered in the next sections. 看看通不通： 像關(guān)于軌到軌（放大器？）精度這些問(wèn)題的考慮，已經(jīng)在很多電路中牽涉到了，（這些電路）也就是下一節(jié)中將要提到的儀表放大器。   * - 本貼最后修改時(shí)間：2006-1-12 18:43:47 修改者：computer00 26樓： >>參與討論 作者： computer00 于 2006/1/12 0:20:00 發(fā)布： 改了改030： Third, rail-to-rail AMPLIFIER OUTPUT stages exhibit load-dependent gain which affects AMPLIFIER open-loop gain, and hence closed-loop gain accuracy. Amplifiers with open-loop gains greater than 30,000 for resistive loads less than 10KOHM are GOOD choices in PRECISION applications. 第三，軌到軌放大器的輸出狀態(tài)表現(xiàn)出 影響開(kāi)環(huán)增益從而影響閉環(huán)增益精度的 負(fù)載增益效應(yīng)。對(duì)于負(fù)載電阻小于10K歐姆的精密應(yīng)用中，具有開(kāi)環(huán)增益大于30,000的放大器是個(gè)不錯(cuò)的選擇。 27樓： >>參與討論 作者： IC921 于 2006/1/12 0:33:00 發(fā)布： 到位多了，多謝00!   28樓： >>參與討論 作者： asunmad 于 2006/1/12 12:59:00 發(fā)布： ［015］粗體 New FET-input amplifiers, like the AD820 family of amplifiers, incorporate design improvements that prevent OUTPUT voltage phase reversal for signals within the rated supply voltage range. 新型的FET輸入管放大器(如AD820系列放大器)，在設(shè)計(jì)上做了改善，對(duì)于額定電源電壓范圍之內(nèi)的信號(hào)，能夠防止輸出電壓相位反轉(zhuǎn)。 29樓： >>參與討論 作者： iC921 于 2006/1/12 18:34:00 發(fā)布： 謝謝asunmad! 這個(gè)地方，我有想這么譯，可是我還不太理解它指的到底是什么，所以不敢譯出：“輸出電壓相位反轉(zhuǎn)”，勞請(qǐng)?jiān)斀狻?br> 30樓： >>參與討論 作者： asunmad 于 2006/1/13 13:02:00 發(fā)布： 其實(shí)我也解釋不清楚，不知看看那個(gè)Section 7能不能有點(diǎn)啟示。 另外，我感覺(jué)[13]段中部分翻譯值得商榷。 [13] ... Such a feature is undoubtedly useful in some applications, but engineers should recognize that there are relatively few applications where it is absolutely essential. These should be carefully distinguished from the many applications where common-mode range CLOSE to the supplies or one that includes one of the supplies is necessary, but input rail-rail operation is not. 這一特點(diǎn)在一些應(yīng)用中有用是無(wú)容置疑，但工程師應(yīng)該認(rèn)識(shí)到它的相對(duì)性，象這樣的應(yīng)用是很少的。應(yīng)當(dāng)從許多應(yīng)用中區(qū)分出共模范圍緊靠電源或電源的一邊是需要的,但要求輸入rail-rail工作則不必。 毋庸置疑，這一特點(diǎn)在某些應(yīng)用中是有用的，但工程師們應(yīng)該知道，絕對(duì)需要這一特點(diǎn)的應(yīng)用相對(duì)較少。必須把它與共模范圍必須接近電源或者包含電源的一邊的應(yīng)用區(qū)別開(kāi)來(lái)，Rail-rail輸入不是這種情況。 31樓： >>參與討論 作者： ic921 于 2006/1/13 17:11:00 發(fā)布： 前半句經(jīng)你處理，爽多了，只是后半句不是很清楚 再次感謝asunmad!! 我看到這個(gè)地方總有一種模糊，與上一處［015］一樣。我的理解是is not和 is necessary是對(duì)應(yīng)的，對(duì)input rail-rail operation is not中的is not譯成不必。 ---------- 文章中提到的兩種得法：rail-rail 和rail-to-rail ，我沒(méi)有來(lái)得及區(qū)別過(guò)。有什么不同呢？我譯到這些地方，一般保留原樣�，F(xiàn)在提出來(lái)一下。 32樓： >>參與討論 作者： asunmad 于 2006/1/13 21:53:00 發(fā)布： IC921說(shuō)得對(duì)，is not和is necessary是對(duì)應(yīng)的，是我搞錯(cuò)了。 后一句可以譯成： 必須把它與共模范圍必須接近電源或者包含電源的一邊，但不需要rail-rail輸入的應(yīng)用區(qū)別開(kāi)來(lái)。 我沒(méi)看出有區(qū)分rail-rail與rail-to-rail的必要，所以估且認(rèn)為是原文中用詞不一致吧。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2006-1-14 23:00:35 修改者：asunmad 33樓： >>參與討論 作者： ic921 于 2006/1/14 1:15:00 發(fā)布： 嘿嘿，好不容易看對(duì)一個(gè)地方 很受鼓勵(lì)！ rail-rail與rail-to-rail還是觀察下去再說(shuō)吧。我看原文多次出現(xiàn)這樣有差異的詞，應(yīng)該是有原因的。我在閱讀的時(shí)候，是有一種不同的感覺(jué)。 34樓： >>參與討論 作者： jz0095 于 2006/1/15 2:11:00 發(fā)布： rail-rail與rail-to-rail 我也沒(méi)看出兩者在文中的含義有什么區(qū)別，倒是看到rail-rail/rail-to-rail中有單電源、雙電源等區(qū)別。 [17] Input offset voltage, input bias current, and even CMR may be quite GOOD "over PART of the common-mode range", but much worse in the region where operation shifts between the NPN and PNP devices. ［譯者語(yǔ)］over PART of the common-mode range怎樣處理好？ JZ:就是字面上的“在部分共模范圍上”。 比如共模動(dòng)態(tài)范圍是＋5/-5V，可能輸入電壓變化到+/-2V時(shí)的指標(biāo)好，而在+/-1V之間由于交越失真導(dǎo)致的指標(biāo)差。 [019］ An advantage to this type of rail-to-rail input stage design is that input stage transconductance can be made constant throughout the entire input common-mode voltage range, and the AMPLIFIER slews symmetrically for all applied signals. slews指以某升/降速率變化：放大器對(duì)所有信號(hào)的升/降都以相等的速率變化著。 試譯][32] These considerations, as well as those regarding rail-to-rail PRECISION, have implications in many circuits, namely instrumentation AMPLIFIERs, which will be covered in the next sections. 對(duì)上述的(JZ:[31]中)、包括諸如軌－對(duì)－軌精度等考慮也適用于其他電路中，例如對(duì)儀表放大器的考慮中。在后續(xù)章節(jié)中將涉及到儀表放大器。 35樓： >>參與討論 作者： ic921 于 2006/1/15 3:59:00 發(fā)布： 解釋得好好！ 懂了一些，又覺(jué)得復(fù)雜了一些。 －－－－ 我也沒(méi)看出兩者在文中的含義有什么區(qū)別，倒是看到rail-rail/rail-to-rail中有單電源、雙電源等區(qū)別。 >>到底指什么意思呢？ rail-rail     單電源？ rail-to-rail  雙電源？ 如果是，那么原來(lái)的誤會(huì)也太多了.... 36樓： >>參與討論 作者： qqwjwww 于 2006/1/15 13:16:00 發(fā)布： 關(guān)注 這是AD公司的研討會(huì)資料。一共9章。 不是datasheet。有實(shí)際學(xué)習(xí)意義。 以上是給不知道的人作介紹�？梢陨纤麄兙W(wǎng)站下載英文原文。 37樓： >>參與討論 作者： jz0095 于 2006/1/16 5:37:00 發(fā)布： 單電源中也有rail-rail或者rail-to-rail的應(yīng)用 該含義是從[13]中看到的。 013］ With the increasing emphasis on low-voltage, low-power, and "single-supply operation", there is some demand for op amps whose input common-mode range "includes both supply rails". rail-rail和rail-to-rail本身并沒(méi)有什么區(qū)別。 38樓： >>參與討論 作者： asunmad 于 2006/1/16 12:52:00 發(fā)布： rail-to-rail vs. rail-rail 我認(rèn)為rail-to-rail與rail-rail完全是一個(gè)東西，只是原文作者混用了罷了。 rail-to-rail中的橫線是連字符，rail-rail中的橫線則相當(dāng)于破折號(hào)，“軌—軌”就是“軌到軌”，就像“0—9”就是“0到9” 39樓： >>參與討論 作者： ihoooo118 于 2006/1/16 16:11:00 發(fā)布： 支持！ 樓主辛苦了! 40樓： >>參與討論 作者： sheepyang 于 2006/1/16 18:26:00 發(fā)布： 關(guān)于輸出相位反相 FET是漏極輸出，其工作原理類(lèi)似MOS, 當(dāng)NFET的柵加高電壓時(shí)(,Vgs>0，本來(lái)Vgs=0就是導(dǎo)通的，Vgs>0相當(dāng)于降低了導(dǎo)通電阻,類(lèi)似于在耗盡型的NMOS上再加上正柵壓，那不是導(dǎo)通更厲害么？),則漏極輸出低電壓. PFET則相反，柵接地時(shí)，呵呵，(Vgs<0, PFET柵源接一起也是導(dǎo)通的)導(dǎo)通電阻小， 輸出高電位。 而且文章中提到的是可能性。 41樓： >>參與討論 作者： ic921 于 2006/1/17 0:56:00 發(fā)布： 感謝大家的關(guān)照 另，請(qǐng)sheepyang點(diǎn)評(píng)時(shí)加上段落編號(hào)，方便大家的對(duì)照。這是我們開(kāi)始時(shí)約定的習(xí)慣，請(qǐng)跟上吧。 參見(jiàn)asunmad和jz0095的跟帖。 42樓： >>參與討論 作者： sheepyang 于 2006/1/17 13:14:00 發(fā)布： 湊數(shù) [031] no matter what claims are made,不管怎么說(shuō) 聯(lián)系上下文的意思，作者好象是說(shuō)rail-to-rail無(wú)論吹得是多么的好(暈，王婆賣(mài)瓜了)，但是仍然與輸出級(jí)的器件特性和負(fù)載電流有關(guān)。 [16]phase reversal 應(yīng)該翻譯成"反相",即如果NFET柵加高電位，輸出將為低電位(即漏電位接近源電位，PFET也是一樣的) [30]Third, rail-to-rail AMPLIFIER OUTPUT stages exhibit load-dependent gain which affects AMPLIFIER open-loop gain, and hence closed-loop gain accuracy. 第三，軌到軌放大器輸出級(jí)增益與負(fù)載有關(guān)，這將影響放大器的開(kāi)環(huán)增益,當(dāng)然也影響了閉環(huán)增益的準(zhǔn)確性。 [18][28] crossover threshold 交叉值 (暈，被整暈了，上下文好象有點(diǎn)矛盾) 我的理解是文章中提到,rail to rail需要兩個(gè)差分對(duì)(圖1.5)這兩個(gè)差分對(duì)可能輸入共模電壓范圍不一樣可能存在交疊。感覺(jué)是兩者的共模范圍重疊最好，因?yàn)檫@不影響輸入端的特性。(理解可能有誤，但看文章好象是的) 但是[18]里面好象是一個(gè)導(dǎo)通一個(gè)就關(guān)閉。暈，優(yōu)點(diǎn)混亂。 [21]如果整個(gè)輸入共模范圍里兩個(gè)差分對(duì)都有效的話，AMPLIFIER transient response is faster through the middle of the common-mode range by as much as a factor of 2 for bipolar input stages and by a factor of the square root of 2 for FET input stages 這句話的意思好象是說(shuō)如果共模電壓在共模范圍的中間，則瞬態(tài)響應(yīng)則加快。 如果整個(gè)輸入共模范圍里兩個(gè)差分對(duì)都有效的話，共模輸入電壓在共模范圍中間，運(yùn)算放大器的瞬態(tài)響應(yīng)將加快，對(duì)于雙極輸入差不多加快2倍，而對(duì)于FET輸入加快根號(hào)2倍(1.414). * - 本貼最后修改時(shí)間：2006-1-17 14:06:58 修改者：sheepyang 43樓： >>參與討論 作者： sheepyang 于 2006/1/17 14:18:00 發(fā)布： 暈了 [18]Also, AMPLIFIER bias currents, dominated by the PNP differential pair over most of the input common-mode range, change polarity and magnitude at the crossover threshold when the NPN differential pair becomes active. 還有，輸入共模電壓在交疊區(qū)NPN對(duì)開(kāi)始工作時(shí)，幾乎整個(gè)共模范圍內(nèi)由PNP差分對(duì)決定的偏置電流將改變極性和大小。 注:從[18]來(lái)看好象，P對(duì)工作不希望N對(duì)工作。但下面的內(nèi)容里的放大器又是N對(duì)和P對(duì)同時(shí)工作的。所以感覺(jué)有點(diǎn)亂。 這個(gè)偏置電流也有點(diǎn)模糊。N對(duì)工作改變大小是肯定的，但是怎么會(huì)改變極性？ 不知道這個(gè)bias currents是指什么電流？是整個(gè)電路的偏置電流還是輸入偏置電流？ 44樓： >>參與討論 作者： sheepyang 于 2006/1/17 15:28:00 發(fā)布： 還是有點(diǎn)暈哦 [20]. The exception occurs at the extremes of the input common-mode range, where AMPLIFIER offset voltages and bias currents increase sharply due to the slight forward-biasing of parasitic p-n junctions. foward bias,正偏，文中的意思是對(duì)于N對(duì)，當(dāng)基極輸入電壓高壓集電極電壓時(shí)，基極與集電極寄生的PN(其實(shí)不是寄生，是應(yīng)該有的)將正偏。在1V以內(nèi)將輕微導(dǎo)通。 對(duì)于P對(duì)，則是基極輸入電壓低于集電極電壓。 [18] crossover threshold 還是有點(diǎn)模糊，感覺(jué)是P和N有時(shí)同時(shí)工作，有時(shí)不同時(shí)工作則存在crossover threshold. 45樓： >>參與討論 作者： l1q2cc3 于 2006/4/16 15:42:00 發(fā)布： 暈了 沒(méi)有后面的 我需要后面的翻譯阿  根本不懂英文  非要翻譯專(zhuān)業(yè)的 46樓： >>參與討論 作者： zexun 于 2006/4/30 14:18:00 發(fā)布： 辛苦了 摟住辛苦了，謝謝摟住！ 47樓： >>參與討論 作者： l1q2cc3 于 2006/5/1 17:55:00 發(fā)布： 多辛苦點(diǎn)吧 樓主多辛苦點(diǎn)吧   把后面的也翻譯了吧  實(shí)在需要啊 參與討論 昵稱： 討論內(nèi)容：     相關(guān)帖子 這個(gè)電路問(wèn)題是廠家的失誤嗎？ 請(qǐng)教各位：有沒(méi)有產(chǎn)生450HZ信號(hào)音的IC？ 請(qǐng)問(wèn)液晶電視的電源電路原理哪里有 小弟真的很郁悶呀 幫我理解原理圖！ 免費(fèi)注冊(cè)為維庫(kù)電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)會(huì)員，參與電子工程師社區(qū)討論，點(diǎn)此進(jìn)入 Copyright © 1998-2006 www.hbjingang.com 浙ICP證030469號(hào)