晶体收音机与运算放大器——二者均能检测RF信号

问题:

干扰噪声和直流失调是如何进入精密放大器电路的?

RAQ:  Issue 94

答案:

我小时候的每个生日,爸爸都会带我去玩具店挑选礼物。他总是要对我的选择做一番审查,问我“打算怎么玩?”,或者“你认为它能玩多久?”等等。我有时候想,他是想要确保他也喜欢我的选择。他的问题迫使我在很小的时候就开始认真考虑我所做的决定和选择。 

我最喜爱的一些儿童玩具是“建造模型”和Radio Shack 101项目电子套装等,但最早激起我对电子装置的兴趣的则是一台晶体收音机。我收听AM电台,神奇地从电波中找到它们,无需电池或电源!这太棒了,它的原 理是什么?40多年后,谁会想到我会把那台晶体收音机与一个关于运算放大器的非常见问题联系起来?实际上,这一点也不难。

晶体收音机利用PN结对RF信号包络进行整流,产生一个检测电压。你知道某些运算放大器也能这样做吗?所有运算放大器都有某种形式的差分对前端。根据差分对中的电流大小和干扰RF信号频率和强度,差分对实际上可以用作高频检波器。如果你想收听AM电台,效果会很不错,但如果该信号不小心进入精密放大器电路,情况则不妙。在许多精密应用中,信号是非常小的电压。在运算放大器中检测到这些干扰信号时,它们会产生宽频谱的信号和谐波,还有直流电压。这些直流成分会使偏置电平发生偏移,并引入系统误差。

应该怎么办呢?有各种屏蔽、滤波和布局布线技巧可供使用,但所有这些都会增加电路的复杂度。最佳解决方案也许是采用ADI公司内置EMI滤波功能的新型精密运算放大器。AD8657AD8659AD8546AD8548以及即将发布的ADA4661-2精密运算放大器均内置EMI滤波功能。这一附加技术可大大简化设计工程师的工作,降低复杂度,缩小电路板面积,削减成本。

想要收听AM电台时,请使用晶体收音机;想要平和与宁静时,请选择内置EMI滤波功能的精密运算放大器。你会满心欢喜。

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作者

David Buchanan

David Buchanan

于1987年获得美国弗吉尼亚大学电子工程学士学位。他先后在STMicroelectronics、Adaptec和Analog Devices从事市场营销和应用工程工作,熟悉各种高性能模拟半导体产品。他目前是ADI公司高速转换器产品线(美国北卡罗来纳州格林斯博罗)的资深应用工程师。