宽频带双输入运算放大器OPA678

摘要：本文介绍了美国BURR－BROWN公司的宽频带双输入集成运算放大器OPA678的四种典型应用电路，并对使用中的一些问题和注意事项作了具体说明。
关键词：多路转换；输入切换；增益编程；平衡调制器；OPA678
分类号：TN722.7⁺7     文献标识：B    文章编号：1006-6977（2000）04-0014-02

1. 概述

　　OPA678是宽频带单片集成运算放大器，它具有二个独立的差分输入通道，可以由外部的TTL或ECL逻辑信号进行选择或快速切换，输入选择只需要4ns。OPA678具有典型的运算放大器结构，输入部分为充分对称的差分输入方式，失调电压很小，只有±380μV。因为它的频带较宽(200MHz)，因此可以应用于一切要求高速和精密的运算放大场合。由于它失真小，二个输入信号之间的串扰小，因此可以用来放大射频和图像信号。OPA678具有二个通道和可切换的特点，这使其应用更加灵活和方便，可用作增益可编程放大器、快速双路转换器和平衡调制解调器等方面。
　　OPA678采用16脚DIP封装。

2. 应用电路

　　以下是OPA678的4个典型应用电路。图中CDC是电源去耦电容，为1μF的钽电容；为防止其高频时的电感效应，再并联一个0.1μF的陶瓷电容。改变反馈网络的电阻，即可调节OPA678的放大倍数。图中表格给出了不同反馈电阻所对应的电压增益，并给出了所需的补偿电容CC的值。现将各电路说明如下：
　　a.图1是当作单通道放大器使用的线路图。图中，把B输入通道选择信号接地，则B通道关断，只有A通道工作。它是一个输入和输出电阻都为75Ω的视频放大器。
　　b.图2是一个双通道转换放大器，两个通道均为同相输入，与一般的多路转换器相比，该电路还具有放大作用。可用作电视IQ信号混合器。
　　c.图3是输入为差动信号的双通道转换放大器。按照图中的反馈电阻值，可得到2倍的电压增益。在引脚5接入一个可调的补偿电容，通过调节可得到最好的带宽、建立时间和通带增益平坦度。
　　d.图4是带有放大功能的平衡调制解调器。在无线电传输过程中，往往将载波抑制掉而只传输边频分量。上边频和下边频一同传输的叫双边带传输，只传输一个边频分量叫单边带传输。当用边带传输方式时，接收到的信号必须恢复其载波，才能检出低频信息。能够抑制载波的调制器叫平衡调制器；能够从双边带或单边带信号中检出低频信号的检波器叫同步检波器。如果图4中的u1为低频调制信号，u2为高频载波信号，而且载波信号的幅度足够大(可作为切换通道的开关信号)，其输出就是载波被抑制的调制信号，即实现了平衡调幅。如果图4中u1为接受到的带信号，u2为要恢复的载波信号(参考信号)，则输出电压中就包含了低频调制信号分量，经滤波就能得到调制信号，从而实现同步检波。

3. 注意事项

　　高频放大电路需要良好的布线技术，要保证OPA678本身的优良性能，信号路线必须短且直，地线必须宽厚。不良的布线往往会引起带宽减小、 建立时间变慢、增益起伏以及振荡或间隙振荡等现象的发生。这些都是高频放大器的常见问题，OPA678也不例外。对于几千兆赫增益带宽的放大器，使用中必须注意以下问题：
　　(1)在印刷电路板元件一侧，采用一个厚铜板作为地线，这可以减小地线电感，同时有利于散热。
　　(2)采取良好的电源去耦措施。建议在紧靠器件电源引脚的地方用1μF的钽电容和一个0.1μF的瓷片电容相并联，且引线应尽可能短。
　　(3)采用感应小的片状电阻器和电容器，以尽量减小寄生电感和电容。在高频电路中，绝对不能采用线绕电阻，包括“无感型”线绕电阻。
　　(4)用于反馈的电阻可采用金属膜电阻或碳膜电阻，因受寄生并联电容的影响，其值不能大于1kΩ，当然其最小值也受放大器输出级负载能力的限制。在用OPA678作为单位增益的电压跟随器时，从输出端到反相输入端一般用100Ω的反馈电阻即可获得最佳效果。
　　(5)勿使放大器过载，过载就会失真。因为放大器的输出级既要驱动负载，又要为反馈网络提供电流。如前所述，反馈电阻不能太大，以勉限制放大器的负载能力。
　　(6)高频放大器带电容负载的能力较差，当负载电容超过10～20pF时，应考虑使用快速缓冲器，或在放大器与电容负载之间接一个小电阻。如果不进行补偿，电容负载会引起闭环回路的不稳定。
　　(7)如果输出到负载之间用传输线连接，则必须接好负载。开路传输线(象同轴缆)对放大器相当于一个容性或感性负载。只有当负载与传输线的特性阻抗相等时，放大器的负载才呈现纯阻性。
　　(8)逻辑输入端应接一适当的电阻到地，并尽量缩短连线，否则会引起间歇振荡，或使高速切换性能变差。(9)必须根据射频技术的要求进行布线，不能采用一般的原型插入式电路板。信号线要短，电阻、电容等元件的引脚线不能长于6mm。为减小阻抗和电感，印刷电路板的电源线和信号线应尽量加宽。