低电压高精度低噪声运算放大器AD8656／AD8655及其应用

3.2 输入电容

　　除了适当的旁路和接地外，高速放大器对地和输入端之间的分布电容的变化也很敏感。在接有阻抗反馈的电路中，电路中的电容(包括电源电容，输入引脚的吸收电容和放大器输入电容)会使电路产生噪声增益，这时可以用电容与电阻的并联电路来保持系统的稳定性。在利用反馈电容抑制二阶系统谐振峰峰值的大小时，电路的噪声增益是由高频信号的频率和频响尖峰决定的。输入高频信号时，几皮法大小的电容接在输入端就会导致输入阻抗减小，并使放大器增益增大，从而引起电路产生自激振荡。因此，使用AD8656／AD8655时，为了减小附加极点。保证系统的稳定性，应从输出端直接引入反馈到输入端，并选用大于200 pF的容性负载。

3.3 驱动电容负载

　　虽然AD8656／AD8655能够驱动大到500 pF的电容而不产生振荡。但当输入信号频率大于100kHz时，它会产生振铃。尤其是在单位增益放大的情况下，最容易产生振铃。因此，当需要使用较大电容时，推荐使用外部补偿的方法来减小过冲，以把振铃降到最低，从而改善AD8656／AD8655驱动较大容性负载时的稳定性，其补偿电路如图2所示。设计时可以用普通的RC网络来组成一种简单的补偿电路。合适地运用这一电路不但可以保持输出信号的振幅，稳定放大器的增益，还可以减弱不止30％的过冲，并可以清除振铃。但是，需要注意地是，使用补偿电路并不能弥补由大容性负载引起的带宽变窄。

3.4 谐波误差和共模电压

　　当AD8656／AD8655的负载为l kΩ时，其总谐波失真低于0.0007％。这一失真是电路结构、供电电压、版面布局和其它诸因素共同引起的。图3所示是一种谐波误差测试电路。

4 应用电路

　　4.1D／A转换器的输出运放电路

　　图4是用AD8656组成的四象限乘法电路。该电路中，模数转换器AD5544的输出电流通过一片AD8656来实现两级放大，从而减少了制版面积。电路中的基准电压源AD588可提供10 V基准电压。以用于补偿运放的输入偏置。两级放大电路的总增益为2，其输出电压VOUT可达到20 V(-10～+10 V)。整个电路具有四象限乘法功能。

4.2 膜片钳放大器的探头放大电路

　　AD8656／AD8655的一系列特性使它能够在微小信号检测中发挥其独有的优势。膜片钳技术是记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上单一的(或多数的)离子通道分子活动的技术。其原理图如图5所示。

　　该细胞膜离子通道电流只有pA级，所以只有采用像AD8656／AD8655这样高精度、低功耗、低电源电压供电、具有极低偏置电流以及极小失调电压的放大器，才能保证检测的真正实现。图6是以AD8655为例的应用电路。该电路用AD8655作为膜片钳放大器的探头放大器来对细胞膜离子通道电流进行监测。并通过R1、R2、R3组成的星形网络(相当于图4中的Rf)作为反馈电阻来实现电流信号的放大，这要比使用单纯的一个GΩ量级的反馈电阻要好。在放大倍数与单个GΩ量级反馈电阻相当的情况下，该电路中的R3只要20MΩ即可。这样，该电路可以在不损失放大倍数的前提下大大减少电阻的热噪声。