首(shou)先(xian)
，必(bi)須(xu)比(bi)較(jiao)禁(jin)用(yong)功(gong)能(neng)與(yu)關(guan)斷(duan)功(gong)能(neng)。放(fang)大(da)器(qi)禁(jin)用(yong)時(shi)，功(gong)耗(hao)下(xia)降(jiang)，輸(shu)出(chu)進(jin)入(ru)高(gao)阻(zu)態(tai)，允(yun)許(xu)將(jiang)多(duo)個(ge)輸(shu)出(chu)連(lian)在(zai)一(yi)起(qi)。該(gai)功(gong)能(neng)與(yu)關(guan)斷(duan)不(bu)同(tong)

，其(qi)目(mu)的(de)僅(jin)在(zai)於(yu)節(jie)省(sheng)功(gong)耗(hao)。

 

使用運算放大器選擇通道時，還需要考慮放大器輸入之間允許的最大電壓。該信息通常可在數據手冊的“絕對最大額定值”部分找到，如圖1 所示。如果該放大器的輸入之間具有背靠背二極管，則差分輸入電壓將限製為——甚至放大器禁用時也是如此——0.7 V、1.2 V 或更高
，具體取決於串聯背靠背二極管的數目。

 

圖1. AD8041 絕對最大額定值

 

某些放大器（如AD8041）在輸入之間沒有背靠背二極管，因此可處理高達±3.4 V 的差分輸入電壓。禁用時

，放大器輸出處於高阻態。兩個放大器的增益配置為2，可相連並選擇兩通道之一，同時采用5 V 單電源工作
，如圖2 所示。

 

圖2. 使用兩個AD8041 運算放大器構建的2:1 多路複用器

 

但是，這並非對所有集成禁用引腳的放大器有效。為了演示該特性，表1 顯示集成禁用功能的某些高速放大器，以及差分輸入電壓額定值、帶寬和最小增益要求。

 

表1. 集成禁用功能的高速放大器

 

例如
，針對信號調理和通道選擇，使用集成獨立禁用引腳的雙 通道低功耗運算放大器ADA4897-2，無需多路複用器。圖3 顯示兩個單位增益緩衝器配置為2:1 通道選擇器的簡單原理 圖。本文將分析三種情況： 1) 兩個輸入源CH0 和CH1 具有 2.5 V 直流電平和0.5 V p-p 交流信號；2) 相同信號，但兩個輸 入源之間具有1 V 直流失調 3) 相同直流電平，1 V p-p 交流信 號。由於每個放大器的反相和同相輸入之間存在背靠背二極 管，因此差分輸入電壓不應超過0.7 V。

 

圖3. 使用雙通道ADA4897-2 構成2:1 多路複用器

 

使能放大器時，反饋功能迫使反相和同相輸入相等
，但禁用放 大器後
，反饋環路開路，輸入發生漂移。如果兩個輸入之間存在背靠背二極管
，則輸入漂移的程度也會受到限製。對於 ADA4897-2 而言，輸入漂移程度不能超過二極管壓降(0.7 V)， 否則背靠背二極管就會開啟。為了幫助演示這一點
，圖4 顯示 該電路的簡化原理圖
，圖中禁用了一個放大器。

 

圖4. 圖3 禁用一個放大器的簡化原理圖

 

回到我們所說的三種情況。如果CH0 和CH1 上的直流電平相 等
，則二極管正向偏置之前，兩個輸入源之間允許存在的最大 差分交流信號為0.7 V。在第一種情況中
，電路能正常工作， 因為最大差分信號僅0.5 V p-p。在第二種情況中
，兩個輸入源 的直流失調電平大於0.7 V
，因此電路不工作。在第三種情況 中，當兩個輸入源之間具有180°相位差時，最大差分信號可達 1 V p-p。這將導致背靠背二極管正向偏置，因此電路在這種情況下也無法工作。針對後兩種情況，使用AD8041 或其他差分 輸入電壓足夠大的放大器（表1 中的器件）將是更好的選擇。

 

如果出於成本或性能考慮而必須使用帶有背靠背二極管的放大器
，並且如果無法添加額外的多路複用器，則可將放大器增 益設為1 以(yi)上(shang)
，或(huo)者(zhe)使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)增(zeng)益(yi)配(pei)置(zhi)的(de)反(fan)饋(kui)電(dian)阻(zu)

，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)使(shi)問(wen)題(ti)不(bu)那(na)麼(me)嚴(yan)重(zhong)。第(di)二(er)種(zhong)情(qing)況(kuang)隻(zhi)有(you)在(zai)使(shi)用(yong)電(dian)壓(ya)反(fan)饋(kui)放(fang)大(da)器(qi)時(shi)才(cai)會(hui)有(you)問(wen)題(ti)，因(yin)為(wei)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)不(bu)應(ying)使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)增(zeng)益(yi)反(fan)饋(kui)電(dian)阻(zu)。如(ru)需(xu)處(chu)理(li)峰(feng)值(zhi)問(wen)題(ti)，則(ze)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)與(yu)反(fan)饋(kui)電(dian)阻(zu)並(bing)聯(lian)連(lian)接(jie)， 降低峰值電平，最小化反饋電阻效應。

 

圖5 所示為圖2 的簡化原理圖，但使用ADA4897-2 代替 AD8041。放大器的增益配置為2。

 

圖5. 圖2 的簡化原理圖，使用ADA4897-2

 

在該電路中，反饋電阻限製流過背靠背二極管的電流。這樣可 以使二極管不會完全正向偏置，對電路形成負載。假設CH0 和CH1 具有1 V p-p，則電阻兩端的最大差分信號（假定二極 管壓降為0.7 V）就是1.5 V – 0.7 V = 0.8 V，相當於0.8 V/330 Ω = 2.4 mA 電流。相比負載電流

，該最差情況下的電流足夠低， 因此放大器應當能提供該電流
，同時驅動電路的其餘部分。如 有必要
，可以增加反饋電阻值，以便降低電流。采用2 作為增 益值而非使用單位增益（如假定該配置下的電壓反饋放大器穩 定
，則可以使用單位增益反饋電阻）將允許交流輸入電壓倍增。 使用反饋和增益電阻時，在反相輸入端增加直流偏置可以消除 CH0 和CH1 之間的失調直流電壓電平。在高精度應用中，使 用非背靠背二極管的放大器可能效果更佳，因為二極管會使信 號失真
，哪怕它們並未完全導通。

 

總之，隻要所有輸入背靠背二極管保持非飽和狀態，就可以將 帶禁用功能的放大器用作通道選擇器。單位增益配置相比更高 的增益會有更多限製，該配置下增益和反饋電阻可用於限製流 過背靠背二極管的電流，消除直流偏置。若需要單位增益
，可 在反饋環路中使用電阻
，前提是該配置下的放大器穩定。最後， 請記住
，背靠背二極管會產生失真
，因此對於高精度應用而言， 使用無背靠背二極管的放大器可能是更好的選擇。

 

 

推薦閱讀：