LT1468低噪声低失真运算放大器及其应用

    LT1468是Analogue Linear Technology公司新设计的单个可折叠式共射型运算放大器。利用LT1468可以克服其它类型放大器带宽窄、转换速率低和建立时间等缺陷。LT1468运算放大器可应用于16位系统，且能有效抑制滤波器和仪器本身精度所带来的失真。

1 LT1456简介

1.1 特点

    LT1468是一个可用于16位系统的单个运算放大器，其精度和速度均已实现了最优化设计。LT1468的工作电压为15V，最大输入失调电压为±75μV，反相端的最大偏置电流为10nA，同相端为40nA，最小直流增益为1V/μV，其主要技术参数如表1所列。

表1 LT1468主要技术参数

1.2 工作过程

    LT1468的内部电路如图1所示，主要分为差分输入、增益放大和输出三部分。

    差分输入由PNP晶体管T1、T2组成。其偏置电流来源于电流源I7和T12，它们可以互相低消。I7可实现对反相输入电流的微调。输入电流中的100Ω电阻及背对背二极管D1、D2起保护T1、T2的作用。电流源I3、I4和晶体管T3、T4组成T1、T2的恒流源集电极负载，而T5、T6则可构成差动输入级的高阻抗负载。

    电压放大级由T5、T6、T7等组成。T5这种接法可以将T5集电极电压转化成T6的基极驱动电压，在T6集电极有一单端输出电压，这使得差分电路两边的电流信号都能得到利用。尽管是单端电路两边的电流信号都能得到利用。尽管是单端输出，但是电压增益与双端输出一样高。同时，为增加这一级的增益，T5、T6的镜电流由紧跟其后的T7和电流源I2进行自举。通过改变I2大小可使T7工作在T5、T6集电极电流的2倍，T7的基极电流可由T5、T6来平衡。这种平衡设计的最大优点是减小了失调电压的漂移。

    输出电路由T8～R11和I5、I6组成。T10、T11组成互补推挽电路，T7发射极到输出端的通路具有对称的电流增益，因为在此电路中既有PNP管又有NPN管，可消除互被输出极的交流失真干扰。这种平衡设计大大降低了二次谐波失真。

2 LT1468在16位系统中的应用

2.1 I/V转换

    用LT1468与16位DAC来实现I/V转换的电路如图2所示。LT1468的最小建立时间受限于DAC的输出端电容COUT，COUT变化范围为70pF～115pF，其值主要由编码决定。电容CPUT与反馈电阻RF构成了闭环频率响应的一个零点，若无反馈电容CF，电路将出现振荡。CF的选择相当于给电路增加了一个极点，从而使电路稳定，其大小可用来优化运放的建立时间。对16位精度而言，建立时间理论上的极限值是时间常数RFCF的11.1倍，即1.332μs。图2所示电路的建立时间为1.7μs，与理论上的极限值已非常接近。LTC1597是电流输出型DAC，其参考输入电压为10V，最低有效位LSB为25.4nA，经LT1468转化成153μV；满刻度1.67mA，对应放大器的输出为10V。

2.2 ADC缓冲器

    图3为TL1468放大器的另一个重要应用，即作为A/D的采样缓冲器。这要求放大器必须具有低噪音和低失真特性，LT1468恰能满足这样的要求。16位的LTC1604在SNR=90dB，其输入端的噪声为56μVRMS，图3所示运放噪声为15μVRMS。LTC1604和总谐波失真THD在100Hz时为94dB。此缓冲/滤波器只含二次及三次谐波，故不会降低ADC的性能， 且此缓冲/滤波器还能在电源阻抗较低时驱动ADC，如果没有缓冲/滤波器，LTC1604的采样速率的降低。而使用低噪音和低失真的LT1468缓冲/滤波器。即使在高电源阻抗时，ADC仍能以最大速率进行采样。

    随着16位A/D、D/A的广泛使用，建立时间短、噪音低、失真小的LT1468必将有着广阔的应用前景。