鑒賞放大器技術(shù) 看放大器市場與應(yīng)用發(fā)展趨勢
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鑒賞放大器技術(shù) 看放大器市場與應(yīng)用發(fā)展趨勢一:
德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展工程師王勝
從模擬及混合信號芯片，尤其是放大器類產(chǎn)品發(fā)展趨勢來看，高集成度、兼顧速度與精度、低功耗、較寬的溫度范圍，以及軟件可控等性能，將是未來各個模擬器件供應(yīng)商的新產(chǎn)品呈現(xiàn)的新特點(diǎn)。對于某些中、低端電子產(chǎn)品的成本壓力，使得本土的中小規(guī)模IC供應(yīng)商獲得了良好的發(fā)展機(jī)會，打破歐美供應(yīng)商一統(tǒng)天下的局面，這也將是包括放大器在內(nèi)的模擬類產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。
放大器產(chǎn)品的發(fā)展主要特點(diǎn)如下：(1)新工藝、新技術(shù)的發(fā)展；(2)放大器類產(chǎn)品在電子系統(tǒng)中的作用越來越重要，不可替代，高精度的放大調(diào)條理電路很難集成在處理芯片中；(3)“定制化”需求是放大器的種類不斷增加的主要推動力之一。
工藝方面， BiCom3是TI針對高速度模擬產(chǎn)品而開創(chuàng)的工藝，其高電壓版本BiCom3HV為36V Bipolar SiGe工藝，兼顧速度的同時也可實(shí)現(xiàn)高電壓的應(yīng)用；HPA07工藝主要應(yīng)用于高精度模擬類產(chǎn)品，應(yīng)用這一工藝的器件具有高精度，小封裝，高SNR等特點(diǎn)，相似的HPA07HV可兼容36V應(yīng)用；除了以上具有代表性的工藝外，TI還有LBC工藝，主要特點(diǎn)是高電壓大功率；A035工藝主要應(yīng)用是高密度器件。
高精度運(yùn)算放大器一般是指失調(diào)電壓低于1mV的運(yùn)放。TI近期推出了一款高精度的運(yùn)放OPA211，是以BiCom3HV為主要工藝開發(fā)的產(chǎn)品。
在高速放大器方面， TI能夠應(yīng)用新的工藝提供針對不同應(yīng)用的各類產(chǎn)品，除了可以提供各類電壓反饋型和電流反饋型高速放大器類產(chǎn)品以外，還可以提供高速的JFET輸入高速放大器類產(chǎn)品，其中包括多種可供選擇型號，如OPA656，OPA657及THS4631等，他們都具有不同的帶寬和壓擺率，不同的穩(wěn)定增益范圍，包括獨(dú)立增益穩(wěn)定等主要可供選擇的指標(biāo)，可廣泛應(yīng)用于測試與計(jì)量等寬帶寬高輸入阻抗的應(yīng)用場合。
在高速視頻放大器方面，TI推出了一系列具有靈活可編程及高集成度的放大器類產(chǎn)品，例如針對視頻應(yīng)用的THS73xx系列產(chǎn)品，針對不同的視頻標(biāo)準(zhǔn)要求，其集成了低通濾波器，部分產(chǎn)品具有內(nèi)部固定增益放大，濾波器帶寬數(shù)字可編程選擇，以及輸入耦合方式選擇等性能。
隨著能源的日益緊張，對于能源效率方面的要求也逐步提高，尤其是對于電池供電系統(tǒng)，功耗的要求更為苛刻，所以未來對于效率最高的D類功率放大器的應(yīng)用需求也會逐步增加。但是D類功率放大器并不會完全取代線性放大器，在高端專業(yè)音響中，由于線性放大器的高保真度特點(diǎn)，頂級音響領(lǐng)域還將采用線性放大器產(chǎn)品。但對于需求量很大的中低端市場而言，D類功率放大器的市場前景非常樂觀。
工程師在選擇放大器類IC時，首先要全局考慮整個系統(tǒng)的性能要求，并充分考慮所要調(diào)理或接收的信號特點(diǎn)，同時還要兼顧系統(tǒng)工作的環(huán)境等因素，尤其是對于工業(yè)應(yīng)用，這點(diǎn)尤為重要。此外，還應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn)：
1.無論高精度或高速放大器，供電電源一定要有旁路電容，并盡可能把旁路電容靠近放大器的電源引腳放置；
2.某些放大器具有最小穩(wěn)定增益要求，如果所使用的增益低于推薦的最小穩(wěn)定增益，就有可能產(chǎn)生振蕩。電流反饋放大器，在直接反饋環(huán)路中，不要使用電容或其它非線性元件，尤其對于高速放大器設(shè)計(jì)時，這一點(diǎn)尤為重要；
3.在高速應(yīng)用中，除了帶寬，壓擺率是另外一個重要指標(biāo)，高擺幅輸出的信號頻率與SR的關(guān)系為： F = Slew Rate / (0.707 p VoutPP)，設(shè)計(jì)時要充分考慮這一因素；
4. 為減小輸入偏置電流引起的失調(diào)電壓，設(shè)計(jì)人員應(yīng)保持運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的阻抗匹配；
5.噪聲因素，需要考慮的噪聲來源包括：輸入電流噪聲，輸入電壓噪聲，和由增益設(shè)置引起的熱噪聲等。尤其對于單電源應(yīng)用時，一般電壓很低，為保持系統(tǒng)的信噪比，低電壓使設(shè)計(jì)人員必須降低噪聲。放大器的設(shè)計(jì)考慮由很多因素決定，工程師需要根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，選擇合適的放大器類產(chǎn)品。同時，放大器供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)與支持可以使工程設(shè)計(jì)人員達(dá)到事半功倍的結(jié)果。
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