对高分辨率ADC应用中的增益误差和带宽考虑(06-100)

　　想象一下，一个由运算放大器(op amp)所驱动并设置为16位的高分辨率ADC。为了使该对ADC和放大器达到16位的性能，在其它条件相同的情况下，有必要使驱动放大器达到一个显着优于1LSB或0.0015%的增益精度。这个精度水平为选择放大器带来了两个限度，它们都与其增益误差相关联。

　　与放大器闭环增益相关的两个增益误差来源为：

　　·由于放大器的有限环路增益而引起的增益误差。

　　·由于不充分的闭环带宽导致的增益误差。

　　在选择放大器时，这两种误差来源都应该考虑到 。

　　图1的波德图显示了开环增益 (AVO)，回馈衰减因数(β)，噪声增益(1/ β)，和环路增益Aβ(或 AVOβ@DC)间的关系，为非反相运算放大器电路的频率的功能。在非常低的频率下，开环增益为100dB。这个放大器的主要极点补偿把极点设置于10Hz 与100Hz之间。在一个decade后 ，这个开环增益的坡度在增长的频度下为-20dB/decade。

　　环路增益Aβ被定义为开环增益与闭环增益的差。环路增益在回馈理论中具有一个特别位置，可以告诉我们正在产生多少可用于控制信号的开环增益。它与电路的增益误差或精度直接相关。如果一个放大器的开环增益和环路增益很大，那么回馈信号βVOUT就将变成与输入信号近似相同的拷贝。这就解释了为什么运算放大器的两个终端在使用大量的负电流回馈时，变得基本相等。回馈越大，回路增益越大，两个输入之间就越紧密，而所得的差就是增益误差了。注意Aβ与开环增益AVO一样，取决于频率，随频率的降低而降低。更高的环路增益相当于更高的精度。