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如何將低速高精度運算放大器電路用于高速領域？而且更為重要的是，如何解讀可能遇到的不一致情況？在本文中，我將以一款特定電路（差分放大器電路）為主，探討器件架構如何對性能造成影響。見圖 1。
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圖 1：差分放大器電路
差分放大器既可用來抑制共模信號，也可用來實現從差分到單端的信號轉換。對于正相節點與反相節點正好相等的理想運算放大器而言，共模抑制比 (CMRR) 是眾所周知的數字，這里是設計所選電阻器的百分比誤差精度。
當然，這是在 DC 情況下，或者針對理想放大器而言的。如果放大器是非理想的，放大器的反相與非反相輸入之間就存在誤差電壓。我們把電壓反饋放大器 (VFB) 的這種誤差稱之為 ，把電流反饋放大器 (CFB) 的這種誤差稱之為。請注意，對于電阻器誤差精度
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如前文所述，對于 CFB 而言，是位于非反相輸入與反相輸入之間的緩沖器增益。對于典型 CFB，
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如前文所述，放大器電壓誤差對于電壓反饋放大器 (VFB) 而言，通常遠遠小于 CFB，因為它采用較大的校正因數（開環增益）校正。圖 2a、b 是 OPA835（36MHz、250uA 靜態電流）CMRR 及 AoL 性能與頻率的關系圖。
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圖 2：a) OPA835 CMRR 及 PSRR 與頻率的關系圖
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b) OPA835 Aol 及開環相位與頻率的關系圖
因此，雖然在 DC 條件下具有優異的 CMRR，但電壓反饋架構不支持較高頻率下的極好共模抑制性能。要實現更好的高頻率 CMRR，CFB 架構通常需要證明是更好的選擇。
另一方面，CFB 放大器在低頻率下 CMRR 不佳。圖 2 是 OPA695 （1.4GHz，12.5mA 靜態電流）CMRR 及 ZoL 性能與頻率的關系圖。
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圖 3：a) OPA695 CMRR 及 PSRR 與頻率的關系圖
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b) OPA695 Zol 及開環相位與頻率的關系圖
那么如何改善高頻率下的 CMRR 呢？有幾種可以想到的解決方案。首先是使用復合放大器將業界最佳高精度與高速度性能進行完美結合。這對較高頻率來說是適用的。但如果要實現 100MHz 以上的高 CMRR，唯一的解決方案就是級聯多個級，直到在所需的頻率下充分滿足 CMRR 目標要求。
以上特定應用針對高阻抗差分探針電路實施。該電路如下圖 4 所示。
OPA659 級不提供任何 CMRR 抑制，但能提供通常與探針有關的高輸入阻抗。OPA2695 電路的 CMRR 取決于電阻器精確度與輸入緩沖器 CMRR。請注意，輸入緩沖器的 CMRR 將是限制因素。查看圖 5 所示的 CMRR 測量，可以看到 OPA2695 只能實現 28dB 的 CMRR。注意，這里使用的 1% 電阻器就算在理想放大器的電路中，也只能實現 -34dB 的 CMRR。將兩種誤差線性相加，得到的結果就是觀察到的 -28dB。
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圖 4：使用 CFB 作為差分放大器的全差分探針
差分放大器的第二級使用 OPA2695 構建，幾乎可將此前的 -28dB 提升一倍到 -52dB，從而可使整合電路 CMRR 在 200MHz 下達到 -50dB。
最后一級是緩沖器級，可根據需求提升增益。
每一級之后的完整結果及 CMRR 測量請看圖 5。
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圖 5：每級之后的 CMRR 測量累加。
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工商網監
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