【導讀】在電子工程領域
，運算放大器是構建精確、可靠電路的核心組件之一，被廣泛應用於信號放大
、濾波、模(mo)擬(ni)計(ji)算(suan)和(he)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)等(deng)眾(zhong)多(duo)領(ling)域(yu)。作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)基(ji)礎(chu)但(dan)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)組(zu)件(jian)，運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)路(lu)的(de)精(jing)確(que)度(du)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)。它(ta)們(men)不(bu)僅(jin)在(zai)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)上(shang)發(fa)揮(hui)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)，還(hai)在(zai)數(shu)字(zi)係(xi)統(tong)的(de)模(mo)擬(ni)前(qian)端(duan)電(dian)路(lu)中(zhong)起(qi)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。

在電子工程領域，運算放大器是構建精確、可靠電路的核心組件之一，被廣泛應用於信號放大、濾波、模(mo)擬(ni)計(ji)算(suan)和(he)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)等(deng)眾(zhong)多(duo)領(ling)域(yu)。作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)基(ji)礎(chu)但(dan)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)組(zu)件(jian)，運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)路(lu)的(de)精(jing)確(que)度(du)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)。它(ta)們(men)不(bu)僅(jin)在(zai)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)上(shang)發(fa)揮(hui)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)
，還(hai)在(zai)數(shu)字(zi)係(xi)統(tong)的(de)模(mo)擬(ni)前(qian)端(duan)電(dian)路(lu)中(zhong)起(qi)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。例如
，在醫療設備
、jingmiceliangyiqiyijitongxinxitongzhong，yunsuanfangdaqidexingnengzhijiejuedinglezhenggexitongdechengbai。ciwai，yunsuanfangdaqidelinghuoxingshiqinenggoushiyinggezhongyingyongxuqiu，wulunshijiandandexinhaofangdadianlu
，haishifuzademonijisuanxitong。

本次，中電網有幸邀請到深耕電源研發12年的資深工程師施博士參與測評。施博士主導並參與了多個高複雜度的電源設計項目，涵蓋從低噪聲、高精度測量到高頻信號處理等廣泛應用，積累了深厚的技術和豐富的實戰經驗。測評板卡是來自ADI的ADA4510-2，由全球排名前列的電子元器件授權代理商WT文曄提供。

ADA4510-2運yun算suan放fang大da器qi是shi一yi款kuan集ji成cheng了le先xian進jin技ji術shu和he創chuang新xin設she計ji的de產chan品pin
，不bu僅jin在zai性xing能neng上shang達da到dao了le行xing業ye頂ding尖jian水shui平ping

，還hai在zai多duo種zhong應ying用yong場chang景jing中zhong展zhan現xian了le其qi卓zhuo越yue的de適shi應ying能neng力li。在zai接jie下xia來lai的de評ping測ce中zhong
，施shi博bo士shi將jiang解jie析xi這zhe款kuan運yun算suan放fang大da器qi的de主zhu要yao特te性xing，包bao括kuo其qi獨du特te的de設she計ji優you勢shi、實際應用效果，通過對ADA4510-2的簡單評估，給工程師們提供一些參考。

了解ADA4510-2

ADA4510-2 是一款高精度
、低噪聲的雙通道運算放大器，具有40 V的高電壓範圍和軌到軌輸入/輸出特性
，適用於信號鏈的各個環節。它采用ADI公司的DigiTrim™技術
，實現了極低的失調電壓（典型值：±5 μV，最大值：±20 μV）和失調電壓漂移（典型值：±70 nV/°C

，最大值：±500 nV/°C），簡化了溫度校準過程。ADA4510-2 提供優異的直流精度和交流性能

，適合各種信號鏈應用，解決係統失真和建立問題。它具有−40°C至+85°C或−40°C至+125°C的工作溫度範圍，並采用8引腳SOIC_N封裝。極低的失調電壓和輸入失調電流，讓這款運算放大器十分適合用在醫療儀器、精密電流測量
、電子測試與測量等高要求領域。

ADA4510-2測評

接下來
，將結合ADA4510-2的評估板EVAL-ADA4510-2
，針對失調電壓和輸入失調電流進行簡單測試。

ADA4510-2 的全功能評估板（如圖1所示）是一款適用於快速原型製作的工具，專為雙通道低輸入偏置電流放大器設計，采用8引腳窄體SOIC封裝。評估板允許用戶自定義電路配置，配備邊緣安裝型SMA連lian接jie器qi
，便bian於yu連lian接jie測ce試shi設she備bei和he其qi他ta電dian路lu。它ta還hai支zhi持chi配pei置zhi光guang電dian二er極ji管guan傳chuan感gan器qi，以yi加jia速su評ping估gu過guo程cheng
，並bing提ti供gong光guang電dian二er極ji管guan偏pian置zhi連lian接jie，同tong時shi其qi保bao護hu走zou線xian設she計ji旨zhi在zai盡jin量liang減jian少shao漏lou電dian流liu。

圖1 EVAL-ADA4510-2評估板

在理想運放的條件下，兩個輸入端上的電壓若均為0V

，則輸出電壓也應該等於0V。但(dan)在(zai)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)下(xia)
，由(you)於(yu)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)和(he)器(qi)件(jian)參(can)數(shu)的(de)不(bu)完(wan)美(mei)性(xing)，運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)兩(liang)個(ge)輸(shu)入(ru)端(duan)口(kou)並(bing)不(bu)完(wan)全(quan)相(xiang)等(deng)，導(dao)致(zhi)存(cun)在(zai)微(wei)小(xiao)的(de)電(dian)壓(ya)差(cha)
，即(ji)輸(shu)入(ru)失(shi)調(tiao)電(dian)壓(ya)。運(yun)放(fang)的(de)失(shi)調(tiao)電(dian)壓(ya)參(can)數(shu)則(ze)是(shi)直(zhi)流(liu)噪(zao)聲(sheng)的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)
，也(ye)是(shi)評(ping)估(gu)一(yi)款(kuan)運(yun)放(fang)水(shui)平(ping)的(de)重(zhong)要(yao)參(can)考(kao)要(yao)素(su)。輸(shu)入(ru)失(shi)調(tiao)電(dian)壓(ya)的(de)測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)如(ru)圖(tu)2所示。

圖2 輸入失調電壓測量電路

該測試電路以1001的增益放大輸入失調電壓，在Vout處使用萬用表測量電壓
，折合到輸入端(RTI)的(de)失(shi)調(tiao)電(dian)壓(ya)通(tong)過(guo)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)除(chu)以(yi)增(zeng)益(yi)計(ji)算(suan)得(de)出(chu)。從(cong)輸(shu)入(ru)端(duan)獲(huo)得(de)源(yuan)阻(zu)抗(kang)較(jiao)小(xiao)，因(yin)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)偏(pian)置(zhi)電(dian)流(liu)對(dui)測(ce)量(liang)的(de)失(shi)調(tiao)電(dian)壓(ya)的(de)影(ying)響(xiang)可(ke)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji)。例(li)如(ru)，流(liu)經(jing)10Ω電阻的2nA偏置電流產生的折合到輸入端誤差為0.02μV。依據圖2原理圖，在評估板上焊接對應器件，組合成測量電路，在26℃的環境溫度下，通入±20V電源
，測得結果如圖3

，圖4所示。

圖3 運放供電電源

圖4 運放輸出電壓

實際測得運放輸出電壓值為12.7mV，除以增益可得失調電壓約為12.69uV。本次測量因條件有限，仍有許多不足之處，導致測量值有一定誤差。產生誤差的因素有如下幾點：

1.誤差源來自電路上寄生熱電偶節點，該熱電偶電壓範圍可達2μV/ºC至40μV/ºC以上，電阻等器件的兩個連接點會產生兩個大小相等、jixingxiangfanderediandianya。zhelianggedianyahuixianghudixiao，qiantishijiadingliangzhewenduwanquanxiangtong。yinciyingjiangpinggubanfangzhizaixiaoxingmibirongqi
，jianxiaoceshidianluzhongdeqiliu
，shidesuoyouredianoujiedianwendingzaitongyiwendu。mibirongqizuihaoshiyongjinshuhezi，tongshijianxiaodianciganrao。

2.所使用的貼片電阻精度不足帶來的誤差，同時也包括測量使用的萬用表精度不足帶來的誤差。

與失調電壓類似，在理想情況下，運算放大器的輸入端並無電流流入。而實際上
，始終存在兩個輸入偏置電流，即IB+和IB-。duiyunfanglaishuo，pianzhidianliushigewenti
，yinweidangqiliuguowaibuzukangshihuichanshengdianya，jinerdaozhixitongwuchazengjia。youyuzhizaogongyiwenti
，lianggepianzhidianliujihuzongshibuxiangdeng。zhelianggepianzhidianliuzhichaweishurushitiaodianliuIos。要測量輸入失調電流
，則可使用圖5所示電路。

圖5 輸入失調電流測量電路

該測試電路應插入大電阻RS與待測輸入端串聯，從而產生大小等於IB×RS的顯著額外失調電壓。如果之前已經測量並記錄實際的VOS
，則可以確定因RS變化而導致的VOS明顯變化，進而可以輕鬆計算出IB。這樣即可得出IB+和IB–的值。IB的額定值是這兩個電流的平均值，即IB = (IB+ + IB–)/2。事實上
，使用這個測量電路也可測量Vos，Ios，如圖6所示。

圖6 輸入失調電流測量電路配置

Rs通常選擇100k歐，若被測運放偏置電流很小，應選擇阻值更大的電阻減小誤差。本次測量Rs選擇1MΩ,R2選擇100KΩ,即增益為1001。以此測試電路，在評估板上焊接對應器件
，組合成測量電路，如圖7所示，S1、S2打開（即杜邦線連接電阻）

；

圖7 輸入失調電流測量接線

在26℃的環境溫度下，通入±20V電源
，測得失調電流約為2.3pA。與測試失調電壓的情況相同，測量條件有效導致測得值相較於實際值仍有較大誤差，測量數據僅供參考。

應用前景

1. 音頻處理：ADA4510-2運算放大器可以用於音頻信號放大、濾波和調整等處理，以提高音頻設備的音質和性能。

2. 生物醫學信號處理：在生物醫學領域，ADA4510-2可用於放大心電圖（ECG）

、腦電圖（EEG）等生物電信號，以滿足醫療設備對信號精度和穩定性的高要求。

3. 工業控製：ADA4510-2可用於工業控製係統中的信號處理，如傳感器信號放大
、濾波和反饋控製等
，以提高係統的準確性和穩定性。

4. 通信設備：在通信領域
，ADA4510-2可用於放大和處理射頻（RF）信號，提高無線通信設備的性能。

5. 汽車電子：ADA4510-2可用於汽車電子係統中的信號處理，如傳感器信號放大、噪聲抑製等，以提高汽車電子設備的可靠性和性能。

ADA4510-2的優勢

1. 低噪聲：ADA4510-2 的低噪聲性能有助於減少信號處理過程中的噪聲幹擾，可低為1 μV p-p（典型值），提高係統信噪比。

2. 高共模抑製比（CMRR）：ADA4510-2 具有較高的CMRR
，具有140 dB（典型值），可以有效抑製共模幹擾
，提高信號的完整性和穩定性。

3. 寬工作電壓範圍：ADA4510-2 支持寬的工作電壓範圍
，6 V 至 40 V、±3 V 至 ±20 V
，適應各種電源環境，增強了其應用靈活性。

4. 誤差極小： ADA4510-2本身誤差極小，標準情況下失調電壓可低為5uv
，失調電流0.25pA。

5. 小型化封裝：ADA4510-2 采用小型化封裝
，有利於減小PCB麵積，降低係統成本。

6. 易於應用：ADA4510-2 具有穩定的性能和簡單的應用電路，便於工程師設計和實現。

總結

通過對ADA4510-2運算放大器的測評，可以看出這款產品在高精度

、低噪聲
、寬kuan電dian壓ya範fan圍wei等deng方fang麵mian表biao現xian非fei常chang出chu色se，尤you其qi適shi合he應ying用yong於yu要yao求qiu苛ke刻ke的de精jing密mi測ce量liang和he信xin號hao處chu理li領ling域yu。在zai實shi際ji測ce試shi中zhong，雖sui然ran測ce量liang條tiao件jian有you一yi定ding限xian製zhi，導dao致zhi結jie果guo存cun在zai一yi定ding誤wu差cha，但dan依yi然ran驗yan證zheng了le其qi低di失shi調tiao電dian壓ya和he低di失shi調tiao電dian流liu的de特te性xing。ADA4510-2在多種應用場景中展示了卓越的適應能力，無論是音頻處理、生(sheng)物(wu)醫(yi)學(xue)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)，還(hai)是(shi)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)和(he)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)領(ling)域(yu)，這(zhe)款(kuan)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)都(dou)能(neng)提(ti)供(gong)強(qiang)大(da)的(de)支(zhi)持(chi)。此(ci)外(wai)，它(ta)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)封(feng)裝(zhuang)和(he)易(yi)於(yu)應(ying)用(yong)的(de)特(te)點(dian)也(ye)使(shi)得(de)其(qi)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)中(zhong)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)實(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)。

經測試，ADA4510-2是一款非常值得推薦的運算放大器
，它不僅能滿足高精度電路設計的需求
，還能為係統的整體性能提升提供堅實的基礎。

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