如何阅读产品说明书规范与测试条件 — 微妙之处

作者: Pete Semig 德州仪器(TI)高精度线性产品部的模拟应用工程师

作为应用工程师,我遇到过系统设计人员针对如何解读产品说明书规范提出的大量问题。就在我认为我已经掌握如何确定规范以及它们如何造成设计误差时,我总会从客户的 TI E2E™ 论坛帖子、电话或电子邮件中获得与我的理解不同的内容。

有一天竟然有人向我提出了一个与产品说明书“条件”栏有关的问题。例如,OPA188 产品说明书未列出输入失调电压参数的测试条件(图 1)。因此,列示在电气特性表顶部的条件便可应用于输入失调电压参数。如果没有其它说明,这对产品说明书中的所有参数均适用。

图 1:OPA188 产品说明书

图 1:OPA188 产品说明书

在这种情况下,该规范对列示在电气特性表顶部的电源电压范围是有效的。调整电源电压将改变每个电源抑制比 (PSRR) 参数,但最终测试可确保失调电压在所有电源电压下不超过 ±25μV。

图 2:在 ±4V条件下 OPA188 的最大失调电压

图 2:在 ±4V条件下 OPA188 的最大失调电压

但是,OPA211 的输入失调电压只对图 3 所示的电源电压测试条件有效。

图 3:OPA211 产品说明书

图 3:OPA211 产品说明书

图 4 所示为 VS=±15V 时的最大输入失调电压

图 4 所示为 VS=±15V 时的最大输入失调电压

由于器件的 PSRR 规范 (±1μV/V),将 OPA211 的电源电压从 ±15V 调整为 ±10V,会造成额外的失调电压。方程式一是如何计算调整电源电压所产生的额外失调电压。

等式一:PSRR 带来的最大新增失调电压

等式一:PSRR 带来的最大新增失调电压

将 PSRR 导致的失调电压直接添加至初始输入失调电压,会带来最坏情况的误差。用方根 (RSS) 方式计算误差总和,可得到更有可能的误差项。图 5 所示的是 Vs=±10V 时 OPA211 的最大失调电压。

图 5:Vs=±10V 时,OPA211 的失调电压

图 5:Vs=±10V 时,OPA211 的失调电压

虽然新增的失调电压看似不大(0.4μV 至 10μV),但需要注意的是失调电压出现在输入端。如果放大器的增益为 100V/V,只需改变电源电压,OPA211 的输出就会有 ±1mV 的变化。

总之,依据 PSRR 规范,改变任何放大器的电源电压都会改变失调电压。不过根据测试条件的不同,失调电压规范可能已经纳入电源变化范围。如果没有,得到的误差可能会超出预期!

下一次如果放大器的输出端有过大误差时,应查看产品说明书规范的测试条件!