單顆內建雙放大器 OP 大對決:OP297 vs AD822

內建雙放大器(Dual op amp)的 OP 在類比電路上使用非常廣泛。除了核心由 1 增至 2 體積不變,因為內建的兩個放大器特性接近,用在處理兩個平行的類比訊號非常方便。內建四個放大器(quad)或更多的 OP 也可以在市面上找到。

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今天要比較的是 ADI 家的兩顆常用但特性與用途略有不同的 OP,分別是 OP297 與 AD822。

OP297 標榜「低偏差電流(bias current)、高精度」;AD822 標榜「單供電且軌對軌(rail to rail)、低功率與 FET 輸入」。

以下內容皆為本人從使用經驗得來的看法,觀點僅供參考。文中圖片多取自產品規格書或產品官網(2014 八月)。

以下以「297」代稱 OP297,以「822」代稱 AD822。

供電

供電一向是 OP 差異性最大的來源。297 的供電限定必須雙供電(dual supply,如 ±15 V),同 741 系列的 OP;而 822 除了一般的雙供電外,也可單供電(single supply,如 5 V/地),很方便的就能植入各種電源系統中。

精度

該節僅討論幾項 OP 較常列入比較的數值。供電為 ±15 V,僅取 typical value。297 為 F 規;822 為 A 規。

  • 輸入偏移電壓 VOS(input offset voltage):297 的 VOS 只有 50 uV,非常優異;而 822 卻高達 0.4 mV,相差了 1 個 order。
  • 輸入偏移電流 IB(input bias current):297 的 IB 約 35 pA;822 則更驚人僅 2 pA。
  • 共模抑制比 CMRR(Common-Mode Rejection Ratio):297 的 CMRR 為 135 dB,差分效果良好;822 僅只有 80 dB。
  • 雜訊密度:兩者的雜訊密度(voltage noise density)相當。

工作電壓

297 的工作電壓範圍會向內縮減一個值,例如在供應 ±15 V 的情況下,工作電壓約只有 ±14 V。供應較小的電源電壓時,其縮減會更明顯;而 822 是軌對軌的設計,其工作電壓理論上可到達電源電壓,也就是說,供應 15 V、其輸出就能到達 15 V。不過 822 僅有輸出是軌對軌,輸入端並沒有。一般來說,單供電的 OP 都會有軌對軌的設計。

動態特性

比較條件同上。

  • 上升率 SR(slew rate): 822 的效果明顯優於 297,前者為 3V/us。適合高動態的應用。
  • 操作頻率:操作頻率 822 較高,約可到達數 MHz 的等級。297 最高約為 500 kHz。

輸入阻抗(input impedance)

輸入端的阻抗直接的影響到 OP 輸出訊號的失真比,以一般的低頻電路來說,輸入阻抗愈大愈好。以現代的技術,OP 的輸入阻抗都能到達數百 MΩ 至數 GΩ。822 因為晶片制程的不同,可提供最大到達 10 TΩ 的輸出阻抗,對於微小電流的量測非常有用。

總結

以上評筆了幾個 297 與 822 之間的特性。簡單來說,追求高精度時,可使用 OP297;而 AD822 比較不挑電源系統,彈性大。兩者在低頻應用都非常泛用。

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