對高分辨率ADC應用中的增益誤差和帶寬考慮(06-100)

　　想象一下，一個由運算放大器(op amp)所驅動并設置為16位的高分辨率ADC。為了使該對ADC和放大器達到16位的性能，在其它條件相同的情況下，有必要使驅動放大器達到一個顯著優于1LSB或0.0015%的增益精度。這個精度水平為選擇放大器帶來了兩個限度，它們都與其增益誤差相關聯。

　　與放大器閉環增益相關的兩個增益誤差來源為：

　　·由于放大器的有限環路增益而引起的增益誤差。

　　·由于不充分的閉環帶寬導致的增益誤差。

　　在選擇放大器時，這兩種誤差來源都應該考慮到 。

　　圖1的波德圖顯示了開環增益 (AVO)，回饋衰減因數(β)，噪聲增益(1/ β)，和環路增益Aβ(或 AVOβ@DC)間的關系，為非反相運算放大器電路的頻率的功能。在非常低的頻率下，開環增益為100dB。這個放大器的主要極點補償把極點設置于10Hz 與100Hz之間。在一個decade后 ，這個開環增益的坡度在增長的頻度下為-20dB/decade。

　　環路增益Aβ被定義為開環增益與閉環增益的差。環路增益在回饋理論中具有一個特別位置，可以告訴我們正在產生多少可用于控制信號的開環增益。它與電路的增益誤差或精度直接相關。如果一個放大器的開環增益和環路增益很大，那么回饋信號βVOUT就將變成與輸入信號近似相同的拷貝。這就解釋了為什么運算放大器的兩個終端在使用大量的負電流回饋時，變得基本相等。回饋越大，回路增益越大，兩個輸入之間就越緊密，而所得的差就是增益誤差了。注意Aβ與開環增益AVO一樣，取決于頻率，隨頻率的降低而降低。更高的環路增益相當于更高的精度。