【導讀】在電子工程領域，運算放大器是構建精確、可靠電路的核心組件之一，被廣泛應用於信號放大、濾波、monijisuanhefankuikongzhidengzhongduolingyu。zuoweiyizhongjichudanjiweizhongyaodezujian，yunsuanfangdaqidexingnengzhijieyingxiangdaodianludejingqueduhewendingxing。tamenbujinzaimonixinhaochulishangfahuiguanjianzuoyong
，haizaishuzixitongdemoniqianduandianluzhongqizhezhiguanzhongyaodezuoyong。

在電子工程領域
，運算放大器是構建精確、可靠電路的核心組件之一，被廣泛應用於信號放大、濾波、monijisuanhefankuikongzhidengzhongduolingyu。zuoweiyizhongjichudanjiweizhongyaodezujian，yunsuanfangdaqidexingnengzhijieyingxiangdaodianludejingqueduhewendingxing。tamenbujinzaimonixinhaochulishangfahuiguanjianzuoyong，haizaishuzixitongdemoniqianduandianluzhongqizhezhiguanzhongyaodezuoyong。例如，在醫療設備、精(jing)密(mi)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)以(yi)及(ji)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)中(zhong)
，運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)直(zhi)接(jie)決(jue)定(ding)了(le)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)成(cheng)敗(bai)。此(ci)外(wai)
，運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)使(shi)其(qi)能(neng)夠(gou)適(shi)應(ying)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)，無(wu)論(lun)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)，還(hai)是(shi)複(fu)雜(za)的(de)模(mo)擬(ni)計(ji)算(suan)係(xi)統(tong)。

本次，中電網有幸邀請到深耕電源研發12年的資深工程師施博士參與測評。施博士主導並參與了多個高複雜度的電源設計項目，涵蓋從低噪聲、高精度測量到高頻信號處理等廣泛應用，積累了深厚的技術和豐富的實戰經驗。測評板卡是來自ADI的ADA4510-2，由全球排名前列的電子元器件授權代理商WT文曄提供。

ADA4510-2運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)是(shi)一(yi)款(kuan)集(ji)成(cheng)了(le)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)和(he)創(chuang)新(xin)設(she)計(ji)的(de)產(chan)品(pin)，不(bu)僅(jin)在(zai)性(xing)能(neng)上(shang)達(da)到(dao)了(le)行(xing)業(ye)頂(ding)尖(jian)水(shui)平(ping)
，還(hai)在(zai)多(duo)種(zhong)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)中(zhong)展(zhan)現(xian)了(le)其(qi)卓(zhuo)越(yue)的(de)適(shi)應(ying)能(neng)力(li)。在(zai)接(jie)下(xia)來(lai)的(de)評(ping)測(ce)中(zhong)，施(shi)博(bo)士(shi)將(jiang)解(jie)析(xi)這(zhe)款(kuan)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)特(te)性(xing)
，包(bao)括(kuo)其(qi)獨(du)特(te)的(de)設(she)計(ji)優(you)勢(shi)、實際應用效果，通過對ADA4510-2的簡單評估，給工程師們提供一些參考。

了解ADA4510-2

ADA4510-2 是一款高精度、低噪聲的雙通道運算放大器
，具有40 V的高電壓範圍和軌到軌輸入/輸出特性，適用於信號鏈的各個環節。它采用ADI公司的DigiTrim™技術，實現了極低的失調電壓（典型值：±5 μV，最大值：±20 μV）和失調電壓漂移（典型值：±70 nV/°C，最大值：±500 nV/°C），簡化了溫度校準過程。ADA4510-2 提供優異的直流精度和交流性能，適合各種信號鏈應用，解決係統失真和建立問題。它具有−40°C至+85°C或−40°C至+125°C的工作溫度範圍
，並采用8引腳SOIC_N封裝。極低的失調電壓和輸入失調電流，讓這款運算放大器十分適合用在醫療儀器、精密電流測量
、電子測試與測量等高要求領域。

ADA4510-2測評

接下來，將結合ADA4510-2的評估板EVAL-ADA4510-2，針對失調電壓和輸入失調電流進行簡單測試。

ADA4510-2 的全功能評估板（如圖1所示）是一款適用於快速原型製作的工具，專為雙通道低輸入偏置電流放大器設計，采用8引腳窄體SOIC封裝。評估板允許用戶自定義電路配置，配備邊緣安裝型SMA連(lian)接(jie)器(qi)
，便(bian)於(yu)連(lian)接(jie)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)和(he)其(qi)他(ta)電(dian)路(lu)。它(ta)還(hai)支(zhi)持(chi)配(pei)置(zhi)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，以(yi)加(jia)速(su)評(ping)估(gu)過(guo)程(cheng)，並(bing)提(ti)供(gong)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)偏(pian)置(zhi)連(lian)接(jie)
，同(tong)時(shi)其(qi)保(bao)護(hu)走(zou)線(xian)設(she)計(ji)旨(zhi)在(zai)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)漏(lou)電(dian)流(liu)。

圖1 EVAL-ADA4510-2評估板

在理想運放的條件下，兩個輸入端上的電壓若均為0V，則輸出電壓也應該等於0V。但dan在zai實shi際ji情qing況kuang下xia

，由you於yu製zhi造zao工gong藝yi和he器qi件jian參can數shu的de不bu完wan美mei性xing
，運yun算suan放fang大da器qi的de兩liang個ge輸shu入ru端duan口kou並bing不bu完wan全quan相xiang等deng，導dao致zhi存cun在zai微wei小xiao的de電dian壓ya差cha，即ji輸shu入ru失shi調tiao電dian壓ya。運yun放fang的de失shi調tiao電dian壓ya參can數shu則ze是shi直zhi流liu噪zao聲sheng的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen
，也ye是shi評ping估gu一yi款kuan運yun放fang水shui平ping的de重zhong要yao參can考kao要yao素su。輸shu入ru失shi調tiao電dian壓ya的de測ce試shi電dian路lu如ru圖tu2所示。

圖2 輸入失調電壓測量電路

該測試電路以1001的增益放大輸入失調電壓
，在Vout處使用萬用表測量電壓，折合到輸入端(RTI)的de失shi調tiao電dian壓ya通tong過guo輸shu出chu電dian壓ya除chu以yi增zeng益yi計ji算suan得de出chu。從cong輸shu入ru端duan獲huo得de源yuan阻zu抗kang較jiao小xiao


，因yin而er產chan生sheng的de偏pian置zhi電dian流liu對dui測ce量liang的de失shi調tiao電dian壓ya的de影ying響xiang可ke忽hu略lve不bu計ji。例li如ru，流liu經jing10Ω電阻的2nA偏置電流產生的折合到輸入端誤差為0.02μV。依據圖2原理圖，在評估板上焊接對應器件
，組合成測量電路
，在26℃的環境溫度下，通入±20V電源
，測得結果如圖3，圖4所示。

圖3 運放供電電源

圖4 運放輸出電壓

實際測得運放輸出電壓值為12.7mV，除以增益可得失調電壓約為12.69uV。本次測量因條件有限
，仍有許多不足之處，導致測量值有一定誤差。產生誤差的因素有如下幾點：

1.誤差源來自電路上寄生熱電偶節點，該熱電偶電壓範圍可達2μV/ºC至40μV/ºC以上，電阻等器件的兩個連接點會產生兩個大小相等、極(ji)性(xing)相(xiang)反(fan)的(de)熱(re)電(dian)電(dian)壓(ya)。這(zhe)兩(liang)個(ge)電(dian)壓(ya)會(hui)相(xiang)互(hu)抵(di)消(xiao)，前(qian)提(ti)是(shi)假(jia)定(ding)兩(liang)者(zhe)溫(wen)度(du)完(wan)全(quan)相(xiang)同(tong)。因(yin)此(ci)應(ying)將(jiang)評(ping)估(gu)板(ban)放(fang)置(zhi)在(zai)小(xiao)型(xing)密(mi)閉(bi)容(rong)器(qi)
，減(jian)小(xiao)測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)氣(qi)流(liu)，使(shi)得(de)所(suo)有(you)熱(re)電(dian)偶(ou)節(jie)點(dian)穩(wen)定(ding)在(zai)同(tong)一(yi)溫(wen)度(du)。密(mi)閉(bi)容(rong)器(qi)最(zui)好(hao)使(shi)用(yong)金(jin)屬(shu)盒(he)子(zi)，同(tong)時(shi)減(jian)小(xiao)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。

2.所使用的貼片電阻精度不足帶來的誤差，同時也包括測量使用的萬用表精度不足帶來的誤差。

與失調電壓類似，在理想情況下，運算放大器的輸入端並無電流流入。而實際上，始終存在兩個輸入偏置電流，即IB+和IB-。對(dui)運(yun)放(fang)來(lai)說(shuo)，偏(pian)置(zhi)電(dian)流(liu)是(shi)個(ge)問(wen)題(ti)，因(yin)為(wei)當(dang)其(qi)流(liu)過(guo)外(wai)部(bu)阻(zu)抗(kang)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)
，進(jin)而(er)導(dao)致(zhi)係(xi)統(tong)誤(wu)差(cha)增(zeng)加(jia)。由(you)於(yu)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)問(wen)題(ti)，兩(liang)個(ge)偏(pian)置(zhi)電(dian)流(liu)幾(ji)乎(hu)總(zong)是(shi)不(bu)相(xiang)等(deng)。這(zhe)兩(liang)個(ge)偏(pian)置(zhi)電(dian)流(liu)之(zhi)差(cha)為(wei)輸(shu)入(ru)失(shi)調(tiao)電(dian)流(liu)Ios。要測量輸入失調電流

，則可使用圖5所示電路。

圖5 輸入失調電流測量電路

該測試電路應插入大電阻RS與待測輸入端串聯，從而產生大小等於IB×RS的顯著額外失調電壓。如果之前已經測量並記錄實際的VOS
，則可以確定因RS變化而導致的VOS明顯變化

，進而可以輕鬆計算出IB。這樣即可得出IB+和IB–的值。IB的額定值是這兩個電流的平均值，即IB = (IB+ + IB–)/2。事實上，使用這個測量電路也可測量Vos，Ios，如圖6所示。

圖6 輸入失調電流測量電路配置

Rs通常選擇100k歐，若被測運放偏置電流很小
，應選擇阻值更大的電阻減小誤差。本次測量Rs選擇1MΩ,R2選擇100KΩ,即增益為1001。以此測試電路，在評估板上焊接對應器件
，組合成測量電路
，如圖7所示，S1
、S2打開（即杜邦線連接電阻）；

圖7 輸入失調電流測量接線

在26℃的環境溫度下，通入±20V電源，測得失調電流約為2.3pA。與測試失調電壓的情況相同，測量條件有效導致測得值相較於實際值仍有較大誤差，測量數據僅供參考。

應用前景

1. 音頻處理：ADA4510-2運算放大器可以用於音頻信號放大、濾波和調整等處理，以提高音頻設備的音質和性能。

2. 生物醫學信號處理：在生物醫學領域，ADA4510-2可用於放大心電圖（ECG）
、腦電圖（EEG）等生物電信號，以滿足醫療設備對信號精度和穩定性的高要求。

3. 工業控製：ADA4510-2可用於工業控製係統中的信號處理，如傳感器信號放大、濾波和反饋控製等，以提高係統的準確性和穩定性。

4. 通信設備：在通信領域，ADA4510-2可用於放大和處理射頻（RF）信號，提高無線通信設備的性能。

5. 汽車電子：ADA4510-2可用於汽車電子係統中的信號處理
，如傳感器信號放大
、噪聲抑製等，以提高汽車電子設備的可靠性和性能。

ADA4510-2的優勢

1. 低噪聲：ADA4510-2 的低噪聲性能有助於減少信號處理過程中的噪聲幹擾

，可低為1 μV p-p（典型值），提高係統信噪比。

2. 高共模抑製比（CMRR）：ADA4510-2 具有較高的CMRR，具有140 dB（典型值）
，可以有效抑製共模幹擾，提高信號的完整性和穩定性。

3. 寬工作電壓範圍：ADA4510-2 支持寬的工作電壓範圍
，6 V 至 40 V、±3 V 至 ±20 V，適應各種電源環境

，增強了其應用靈活性。

4. 誤差極小： ADA4510-2本身誤差極小，標準情況下失調電壓可低為5uv，失調電流0.25pA。

5. 小型化封裝：ADA4510-2 采用小型化封裝，有利於減小PCB麵積
，降低係統成本。

6. 易於應用：ADA4510-2 具有穩定的性能和簡單的應用電路
，便於工程師設計和實現。

總結

通過對ADA4510-2運算放大器的測評，可以看出這款產品在高精度
、低噪聲、kuandianyafanweidengfangmianbiaoxianfeichangchuse，youqishiheyingyongyuyaoqiukekedejingmicelianghexinhaochulilingyu。zaishijiceshizhong，suiranceliangtiaojianyouyidingxianzhi，daozhijieguocunzaiyidingwucha，danyiranyanzhengleqidishitiaodianyahedishitiaodianliudetexing。ADA4510-2在多種應用場景中展示了卓越的適應能力，無論是音頻處理
、shengwuyixuexinhaochuli，haishigongyekongzhiheqichedianzilingyu，zhekuanyunsuanfangdaqidounengtigongqiangdadezhichi。ciwai，tadexiaoxinghuafengzhuangheyiyuyingyongdetedianyeshideqizaishijigongchengshejizhongjuyouhengaodeshiyongjiazhi。

經測試，ADA4510-2是一款非常值得推薦的運算放大器
，它不僅能滿足高精度電路設計的需求，還能為係統的整體性能提升提供堅實的基礎。

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