作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Tom Wang (王中南)
之前我提了一个关于薄膜电容的问题，如下图所示，电容一端的条纹代表什么？
这些都是无极性电容，所以这个条纹不是极性标记。一位读者得回答正确，它代表电容卷绕时，卷绕在外层的那一极。我发现现在很少有工程师知道电容一端的条纹代表什么，也不知道条纹端和不带条纹端互换带来的不同效果。即使你从来不使用这类电容，了解这些内容也会让你设计的PCB有所不同。这次让我们讨论一下这个话题。
薄膜电容外层的导体屏蔽了内层的导体。在一个简单的低通R-C电路中，如图1a所示，电容带条纹的一侧接地，从而屏蔽了电磁耦合和电磁干扰。
对于高通R-C电路，如图1b所示，电容两端都没接地。但总体上看，前端驱动呈低阻抗特性，这将不容易受到感应噪声的影响。因此，应该将带有条纹的一端连接至低阻抗侧。
现在来看看积分电路。如图2a所示，积分电路的积分电容由低阻抗的运放驱动…
作者: TI专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Michael Huang (黄翔)
运放的输入电容参数经常使人困惑或是忽略。现在让我们明确这些参数怎样才是最好的应用。
运放电路的稳定性受输入电容的影响，它在反向输入端引入了一个相移，即到达反向输入端的反馈支路的延迟。反馈网络受输入电容影响形成了一个不想要的极点。引入输入电容来计算反馈网络的阻抗特性是保证运放电路稳定性的重要一步。但是，哪种电容有影响？差模电容？共模电容？还是都有？
运放输入电容一般可以在输入阻抗参数一栏找到，差模电容和共模电容都有标明。
输入电容模型如图1：共模电容连接各个输入端到地，而差模电容连接在两个输入端之间。尽管双电源供电时没有地平面与运放相连接，我们可以把共模电容看作与负电源端相连，交流等效到地。
在需要关注稳定性的高频区域，运放的开环增益低，在两个输入端之间实际上存在一个交流电压。这将导致差模电容和共模电容一起作用…
作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Tom Wang (王中南)
放大电路的噪声性能受到输入电阻和反馈电阻Johnson噪声（热噪声）的影响。大多数人似乎都知道电阻会带来噪声，但对于电阻产生噪声的细节却是一头雾水。在讨论运放的噪声前，我们先做个小小的复习：
电阻的戴维宁噪声模型由噪声电压源和纯电阻构成，如图1所示。
噪声电压大小与电阻阻值，带宽和温度（开尔文）的平方根成比例关系。我们通常会量化其每1Hz带宽内的噪声，也就是其频谱密度。电阻噪声在理论上是一种“白噪声”，即噪声大小在带宽内是均等的，在每个相同带宽内的噪声都是相同的。
总噪声等于每个噪声的平方和再开平方。我们常常提到的频谱密度的单位是 V/ 。对于1Hz带宽，这个数值就等于噪声大小。对于白噪声，频谱密度与带宽开方后的数值相乘，可以计算出带宽内总白噪声的大小。为了测量和量化总噪声，需要限制带宽…
作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 David Zhao (赵大伟)
以之前对电阻噪声的讨论为基础，这次让我们一起学习放大器噪声的一些基本知识。对于低噪声应用来讲，同相放大电路是最常见的，因此我们将主要探讨同相运算放大器。 如图1所示，将输入源等效为一个电压源与一个电阻串联，我们知道源电阻RS的噪声与其电阻平方根值是成正比例关系的(如图2中的直线所示)。低噪声放大器的设计目标是在电阻引入噪声的基础上，尽可能少地引入运放附加的噪声。
如图1所示，放大器噪声的等效模型为在一个输入端串联一个电压噪声，同时在两端分别连接一个电流噪声源。把电压噪声看作失调电压的时变元件。同样，电流噪声是输入偏置电流的时变元件，在每个输入端各有一个。由于我们总能将反相输入端的电流噪声值降到最低，因此我们将忽略它。
图2给出了BJT做为输入级的OPA209和JFET做为输入级的OPA140这两个运算放大器电路的总输入参考噪声的曲线…
作者: TI专家Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Rickey Xiong (熊尧)
跨阻放大器（TIA）的输入阻抗是多少呢？无穷大还是零呢？都不是，究竟是多少？没有事物是绝对为零或绝对无穷大的，对吗？即使你没有用过TIA， TIA输入阻抗的值会让你惊讶，值得你去理解。毕竟，一个反向放大器就是一个有输入电阻的TIA ，对吗？
TIA将一个电流信号转换成电压，并且经常用于测量弱电流，如图1所示。对于理想运放，有无穷大的开环增益和带宽，输入阻抗为零。运放的反馈回路使得V1保持虚地，得到一个零输入电阻。类似一个电流表，一个理想的电流测量电路的输入阻抗应该为零。
我们仍然假设运放工作在理想条件下，但实际上运放的增益带宽积是有限的，我们应该思考其输入阻抗Z是多少？一些推论和8阶的代数式揭示出一个有趣的结果。图2是OPA314的开环增益随频率变化的曲线…
作者: TI专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Michael Huang (黄翔)
之前我们看了CMOS和JFET放大器输入偏置电流的来源，发现其主要由一个或几个反向偏置的PN节的漏电流组成。如果没看过该文章，请点击这里查看。文章结尾引出了一个警示，这些漏电流随着温度升高而显著的增大。
PN节的反向偏置漏电流有很强的正温度系数，每升高10℃,漏电流大约增大一倍。在figure1归一化曲线中可以看出，这种指数增长使得漏电流快速增加。到125℃时，漏电流相对室温下增长了约1000倍。
不同的二极管特性使得漏电流增加的速率不一样，两倍的漏电流可能在8℃到11℃左右的范围内发生。这种高温下的漏电流增长在一些电路中将会是重要问题，也可能是一个选择在室温下有着非常低输入偏置电流的FET或CMOS运放很好的理由。某些情况下，为了实现高温度下的低IB ，会使用在高温度下IB没那么夸张增长的BJT运放。
一般我们会假设在低温时…
作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Tom Wang (王中南)
我们在这里所谈论的 “未使用的运放” 不是指在芯片储藏箱或防静电袋中的运放；而是指在同一个封装里面的多个运放中未被使用的部分。
最近论坛中的一个提问促使我来研究这个问题，在处理这个问题时，我无意中看到一篇由我同事Todd Toporski发表的好文章（点击此处，查看原文）。他非常出色地概括了关于这个问题的几个重要方面及其原因。这里，我总结一下并加入了一些自己的想法。
最好将未使用的运放连接为一个带反馈回路的放大电路。显而易见，单位增益缓冲电路是个很好的选择，因为它不需要额外的器件。然后，将输入引脚连接到线性输入输出范围以内的电压上。任何引起潜在的输入、输出过载的连接或开路，以及将运放放置在一个噪声不确定的环境都是不合适的。
…作者: TI专家Bruce Trump 翻译: TI信号链工程师 Rickey Xiong (熊尧)
大家公认的事实是单位增益稳定放大器比非完全补偿放大器更流行，且取得了压倒性的优势。这说明什么呢？
单位增益稳定放大器（一般称为UGS）通常在增益配置为1时是稳定的，它将输出信号完全反馈到运放的反向输入端。但是，将运放增益设置为1的时候当做稳定性最差的情况是不正确的，我们把这种情况看做是常见的恶劣条件才比较合理。
非完全补偿放大器有更小的补偿电容，所以获得了更大的增益带宽和更高的压摆率。尽管更高的速度通常需要更多功耗，在相同的电流下工作时，非完全补偿放大器能够达到更高的速度，但这必须是在噪声增益远大于1，而不是单位增益的情况下。我的同事Soufiane最近写了一些关于非完全补偿放大器的文章(点击这里, 查看原文)，但是我还有其他一些观点。
图1画出了理想的UGS和非完全补偿放大器的增益和频率响应曲线的关键部分。非完全补偿放大器的增益带宽积是10MHz…
作者: TI 专家 Bruce Trump 翻译: TI信号链工程师 David Zhao (赵大伟)
由于具有较低的偏置电流，人们经常选用CMOS和JFET运算放大器。然而你应该意识到，这个事实还与很多其它的原因相关。
CMOS晶体管的栅极 (CMOS运算放大器的输入端)有极低的输入电流。必须设计附加的电路来对脆弱的栅极进行ESD和EOS保护。这些附加的电路是输入偏置电流的主要来源。这些保护电路一般都通过在电源轨之间接入钳位二极管来实现。图1a中的OPA320就是一个例子。这些二极管会存在大约几皮安的漏电流。当输入电压大约达到电源轨中间值的时候，漏电流匹配的相当好，仅仅会存在小于1皮安的残余误差电流而成为放大器输入偏置电流。
当输入电压接近电源电压时，两个二极管泄漏电流间的关系会发生变化。输入电压靠近轨底的时候，举例来讲，当D2的反相电压接近零时，其泄漏电流值会减小。D1的泄漏会使得输入终端输出更高的偏置电流…
作者：Jennifer Barry, TI MSP430产品事业部
2001 年，MSP430产品线推出第一款具有集成型 LCD 的微控制器。自此，TI相继推出强大的产品系列，现已发展到可支持具有 LCD 及高达 512KB 闪存的100多种产品。由此TI为客户提供了业界广泛且具有集成 LCD 及大容量存储器选项的MCU产品。这些产品可支持各种低功耗应用。（严格地说，如今哪里不使用显示器呢？）
随着 MSP430 的发展，各种外设, 包括我们挚爱的 LCD 都获得了发展。在最新MCU中，段数、时钟分频器以及段可编程性等特性也都得到进一步扩展。与过去相比，现在可更简单地分别控制每一段的闪烁、双显示器以及 320 段 LCD_C 的中断。如果您难以判断哪种特性在控制显示器的应用中更为重要，请参见下表，您将详细了解我们产品组合中 LCD 外设之间的差异及特性：
现在大家已明白什么特性对各自的应用最为重要，如希望对MSP430…
作者: TI 专家 Bruce Trump 翻译: TI信号链工程师 Tom Wang (王中南)
芯片设计者在将一个运放的敏感引脚引出芯片的时候，通常会想到用户是否会认真处理这个引脚？或只是粗心的把这个引脚直接和交流电连接起来？我们都希望设计出好产品，可以应对用户的极端使用。那么，如何在设计中防止过电应力造成的产品失效呢？
OPA320是大多数典型运放的一种，其最大额定参数表如图1所示，它描述了芯片最大允许供电电压、引脚最大允许输入电压和电流。根据参数表的附加说明，如果限制引脚输入电流，那么就不需要限制输入电压。内部钳位二极管允许±10mA的输入电流。但是在输入电压超出正常值很多的情况下，限制输入电流需要较大的输入阻抗，这会增加噪声，降低带宽，同时还可能产生其它错误。
钳位二极管在输入电压超过电源轨大约0.6V时开始导通。通常，许多设备可以承受较大电流，但是当电压急剧增加时，设备失效的概率就会增加。
…作者: TI专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Michael Huang (黄翔)
有些电路受益于两个或两个以上运放特性的紧密匹配，所以，在一个双通道运放或四通道运放的封装下，他们特性究竟有多匹配？
在我们precision amplifier E2E forum里最常见的需求就是匹配的失调电压和失调电压温漂。例如，如果您在搭建一个仪表放大器，匹配的运放失调电压能产生一个接近0的失调。但是实际情况呢? 我们先看Figure1的芯片内部结构。
每个运放都有十分匹配的输入晶体管对，以此实现放大器的低失调电压。我们尽可能匹配好这对晶体管（其他成对的原件也是一样）。图中所示的四部分交叉连接是最基本的技术——每个晶体管被分成两部分，A和A’，B和B’，并使得两个晶体管的几何中心是同一点。现在我们使用更精细的方法来混合布局晶体管。术语中称这些方法为共质心（Common centroid）。…
作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 David Zhao (赵大伟)
电位器可以起到位置传感器的作用，同时可以对电路进行适当的调整。电位器最适宜被用作分压器。电位器还可以充当可变电阻，然而这时会存在一些潜在的缺陷。你知道两个功能间的区别吗？
充当分压器的时候，电位器的绝对阻值不会影响到输出电压。输出电压与输入电压间是成比例的。常用的电位器具有较差的电阻精度以及较差的温度系数。然而只要电位器阻值均匀，无论电阻精度或者温度系数如何，在30%的位置将会分得30%的电压。假设滑片与高阻抗电路连接，滑片的接触电阻不会影响到输出电压。滑片接触电阻是滑片与电阻元件的接触点上的电阻。
如图2所示，当电位器充当可变电阻时，它的电阻精度以及温度系数将会影响到电路。滑片接触电阻会影响到电路的电阻，并且滑片接触电阻阻值会随着位置、温度、振动以及时间的变动而变动。
有时可变电阻必不可少，可以通过工作在比例模式下的电位器来设计可变电阻…
作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Rickey Xiong (熊尧)
每一个读过我博客的人都知道，我使用SPICE模型仿真电路。你可能听说过Bob Pease，在SPICE领域相当执有己见，他曾经说过：“SPCIE模型削弱了你对所发生事物的洞察能力。***”。今天，为了纪念Bob的生日，让我们来考虑一下SPICE模型的优点和缺点。
Bob是一个有趣的人并且经常夸张地表达某一种观点。在SPICE仿真上许多不成熟的行为可能会导致结果事与愿违并且阻碍你模拟知识的增长。我确信他偶尔会看到这一点。
事实上我们的能力不如Bob，我们的经验也较Bob少。我们可能也没有模拟方面的导师来教导我们他曾经做过的东西。我们的设计速度越来越快所以我们需要其它帮助。
我相信，合理明智地使用SPICE模型，能够提高我们对电路的理解并且做出一个更好的模拟设计…
作者: TI 专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Tom Wang (王中南)
我的同事Soufiane最近发表了一篇名为“Pushing the Precision Envelope”的文章。在这篇文章里，他讨论了各种常见的将运放的失调电压调整或适配到一个极小值的技术，这让我想起了运放的失调电压的调整引脚——他们去哪了？
大多数较新的运放没有失调电压调整引脚，而以前这些引脚出现在几乎所有的运放上。造成这种变化的原因很多：性能更好的、更低失调电压运放的出现，自动校准系统的设计、装配和成本的要求、小型贴片封装的使用等，这些原因综合起来使失调电压调整引脚消失。此外，许多畅销的有失调电压调整引脚的运放也正在消失，同时在实际中使用或不使用这些引脚的知识和经验也在消退。
至少有一点是容易的，如果不使用调整引脚，则直接让它们开路，而不要连接到地。
图1是一个常见的内部调整电路…
作者: TI专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 Michael Huang (黄翔)
失调电压对电路的影响并不是都很明显。直流失调电压很容易利用OP放大器的SPICE模型来仿真，但是一般只能预测到某个芯片的失调电压的影响。在不同的器件之间，结果又会有怎样的变化呢？
我们利用改进型的Howland电流源（如figure1）给出一个例子。连接到正、反相输入端的反馈也许会让我们对运放失调电压如何给电路带来的误差产生疑问。OPA548是一款很强的功放，其最大5A的电流输出能力以及60V供电的能力使其经常用于Howland电路。但它最大高达10mV的失调电压会对整个电路的输出电流产生何种影响呢？
在仿真前，有个很好的机会来练习best practice with ***，你们认为有了10mV的输入失调电压后，输出电流将是多少？
运放的失调电压模型是串联一个电压源在其中一个输入引脚上…
你的车发生过交通事故吗？如果只有一个目击者为您的描述向警察、法官或保险公司提供佐证，那么您需要用有某些方法来证明其描述？。请使用汽车数字视频摄像机 (DVR)吧!
汽车数字视频摄像机 (DVR)，也被称为汽车黑匣子和仪表盘摄像机，是售后附件，设计用于处理路上其它驾驶员的不可预知性以及驾驶员对于交通法规的误解。通过记录车辆前后的实时视频流，汽车数字视频摄像机 (DVR) 在事故发生时为保险公司、法律部门和其它部门提供相关信息。
随着对于改良视频质量的需求以及对全高清 (HD) 内容的广泛接受程度，汽车DVR 已经从一个单通道模拟 D1 分辨率摄像机发展成为两个完全高清 (HD) (1080p) 广角摄像机，一个用于车辆前部，一个用于车辆后部。此外，很多复杂算法被持续添加到这些摄像机内，这使得它们更加“聪明”地检测人员、物体，甚至他们周围的声音。
TI 最新 DaVinci™ 视频处理器，其中包括…
作者: TI专家 Bruce Trump
翻译: TI信号链工程师 David Zhao (赵大伟)
看到技术论坛上出现不少关于光电二极管和相关电路的问题，针对这方面内容，我想跟更多同行做个分享。这些知识是所有模拟设计者所必须了解的。
一个典型的光电二极管模型包含以下关键元素，一个二极管并联一个电流源，并且电流源与光强成正比。寄生元件CD和 RD 会影响器件性能。
光伏模式-光电流在如图2所示的环路中流动，并且给二极管提供正向偏置。由于二极管的电压电流间成对数关系，因此空载的输出电压与光电流间近似成对数关系，并且通过RD 上的一个小电流得到修正。所以输出电压与光强之间是高度非线性的关系。某些应用将很受益于对数关系,因为在很大的范围内，光强的改变(眼睛是完美的对数型)会使电压发生类似的改变。由于二极管电压电流特性与温度相关，电压与光强之间的绝对关系很差…
作者：Bruce Trump ，德州仪器 (TI)
失调电压与开环增益—它们是表亲
所有人都知道失调电压，对吧？在图 1a 所示最简单的 G=1 电路中，输出电压是运算放大器的失调电压。失调电压被建模为与一个输入端串联的DC电压。在单位增益中，G=1 时，失调电压直接传递至输出。在右侧高增益电路中，输出电压为1000∙Vos，没错吧？
好吧，差不多是这样，但不完全。理解这种“不完全”，可帮助你了解你运算放大器电路的误差。
在第一种情况下，输出电压非常接近基准电源（我们假设±电源）。它是我们定义和测试失调电压的输出电压。但在第二种情况下，输出电压可能为几伏，其假设失调电压为几毫伏。这要求在运算放大器输入端有少量额外差分电压，以形成输出摆动（具体根据该放大器的开环增益）。让我们来进行一些具体的计算：
如果DC开环增益为100dB，则其相当于1/10^(100dB/20…
作者：Bruce Trump， 德州仪器 (TI)
在帮助选择运算放大器和仪表放大器时，我经常听到这样的声音：“我需要真正的高输入阻抗。”哦，真是如此吗？你确定吗？
输入阻抗，更确切地说是输入电阻，很少会成为一个严重问题。（输入电容也即输入阻抗的电抗部分则是另外一回事，我们改日再讨论。）通常，我们最需要的是低输入偏置电流 IB。没错，它们相关，但却不同。下面，让我为你娓娓道来：
一个简单的单输入模型为电流源（输入偏置电流）和输入电阻的并联组合，如图 1 所示。该电阻器使输入电流随输入电压而变化。输入偏置电流为具体输入电压下的输入电流，通常使用中等电源。
输入电阻是一种“输入电压变化，输入电流也变化”的方法。它可能具有一安培的输入偏置电流，并且输入电阻仍然极高。
我们通常会给出一幅典型图，表明输入偏置电流与共模电压的关系。下面有一些例子，你可以看到它并非为一条笔直的线条…
作者：Bruce Trump，德州仪器 (TI)
轨至轨放大器可产生极为接近接地的输出电压……但到底接近到什么程度呢？我们谈的是CMOS运算放大器。当你正努力最大化输出电压摆动时，它常用于低压设计。这些器件的规格通常如下：
这让它看起来，输出绝不会比15mV更接近接地，而最后一个15mV对于准确的零式测量至关重要。但请等一下……你的确需要仔细理解这种规格的所有状态。假设负载在两个电源端之间“半”连接。我们通常可在规格表的顶部看到这些状态，你会看一条如下声明…….
RL 连接至 VS/2.
在这种规格状态下，在输出靠近接地时，放大器必须通过负载电阻器吸取电流。它反映了放大器测试的方法，其确保它能够正确地输出和吸取电流。这是测试和规定放大器的一种明智、保守的方法，但它却不是连接你的负载的方法。假设你的负载如图1所示连接接地…
或许您从来都没有使用过热电耦，假设您没有必要知道其工作原理，但我不同意这一观点。我相信花上十分钟阅读相关资料是非常值得的。如果您已经非常熟悉其工作原理了，那么在我做错的时候请告知我。
热电耦是由两种不同金属制成的温度测量传感器。它们有可能是铜制的或铁制的，也可能是由特殊的金属混合物制成的。不同金属材质的两根导线在一个结点处相连接（这给我们提供了第一个重要的点）——在节点处没有电压，这和您要连接的任何两根导线一样，在连接处不会产生电压。
现在我们知道了：当导体的一端与其另一端的温度不一样时，在导线的两端就会产生一个电压。没错这是真的！无论该导线的电阻如何其只表现为电压而没有电流流动——这就是塞贝克效应。如果我们使用两种不同的金属，那么将会产生两个不同的电压，并且二者的电压差可以在开路末端测量到，请参见图 1。请注意，如果您想测量出相同金属单根导线的绝对塞贝克电压…
作者：Bruce Trump，德州仪器 (TI)
设计人员有时会发现运算放大器产品说明书规范令人费解，因为并非所有性能特性都有最小规范或者最大规范。有时，您必须使用规范表或者典型性能图表中的“典型值”。但是，这个“典型值”到底是什么意思呢？它的变化范围是多大呢？
要想回答这个问题并不容易，它取决于具体的规范。下面，我们对容易引起疑问的 3 个特性进行逐一说明：
带宽——运算放大器的增益带宽积 (GBW) 主要由输入级电流和片上电容值控制。这两个变量的变化，可产生的 GBW 变化范围为 ±20% 左右。看起来，这是一个比较宽的范围，但是通过选择一个大裕量的运算放大器，却可以更加轻松地进行大范围 GBW 设计。如果必要，可以利用一些反馈组件，对您的应用的闭环带宽进行控制。请注意，在开环增益/相位图（请参见图 1）上，这种变化看起来非常的小。
…作者：Brad Ballard
大家可能已经看到，信息娱乐系统对个人驾驶起着极为重要的影响。就个人而言，我寻求的信息娱乐系统既方便易用、性能良好，又可在不干扰我驾车的情况下完成需要的任务。
今天，TI DRAx OMAP（“Jacinto”）系列处理器不仅可在汽车中实现交互式娱乐功能提供核心动力，而且还能为驾乘人员提供新的便利和连接功能。消费者已习惯于使用同智能手机和平板电脑界面相似的个性化用户界面。图形驱动的仪表板显示、丰富的连接功能以及后座娱乐解决方案现正将这种个性化复制到汽车里，而 Jacinto 处理器则为实现这些高级功能铺平道路。要了解这方面的真实案例，请阅读我们关于在奥迪“MIB High”系统中所采用 DRA65x (Jacinto 5)处理器的介绍。该处理器首次应用于 2012 年奥迪 A3 版。
Jacinto 处理器可识别和运行实时无线广播、音频及语音指令…
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