运算放大器稳定性实践：单电源缓冲器设计与应用

"本文是运算放大器稳定性系列的第五部分，专注于单电源缓冲器电路的实际设计，由德州仪器公司的Tim Green撰写。文章介绍了一个通用的单电源缓冲放大器设计，适用于2.1V至4.1V的参考电压，5V单电源供电，能提供超过13mA的输出电流，并在广泛的温度范围内保持低漂移。文章通过一个实际的压力测量应用案例，展示了如何处理非线性和温度相关的误差，并提到了Burr-Brown的PGA309芯片作为解决方案的一部分。" 在这个部分中，作者强调了运算放大器在实际应用中的稳定性问题，特别是对于复杂电路的设计。他们提出的设计是一个单电源缓冲放大器，它的主要任务是将输入电压从2.1V提升到4.1V，并确保在5V单电源供电的情况下仍能保持线性工作状态，同时提供较大的输出电流能力。这样的设计对于需要高输出电流和宽工作温度范围的系统至关重要。 讨论中提到的一个具体应用是惠斯通电桥，它常用于压力传感器。这些传感器的输出通常具有二阶非线性特性，随着压力变化，输出电压并非线性增加。此外，温度变化也会导致传感器的偏移和范围出现非线性特性。为了纠正这些误差，文章提出了集成在传感器模块内的电子校正电路，如PGA309芯片，它可以实现模拟传感器线性化，通过反馈机制改善二阶非线性，动态调整传感器的激励电压。 PGA309芯片是一个集成的解决方案，它内部包含了传感器的线性化电路，能够根据压力传感器的输出进行数字校准。通过将部分输出电压反馈到传感器的电压激励引脚，芯片能够以20:1的比例优化二阶非线性，从而提高输出的线性度。然而，这种电路的一个限制是其传感器激励引脚VEXC需要随着压力变化进行电压调整，这在某些应用场景中可能构成挑战。 这篇文章深入探讨了运算放大器在实际电路设计中的应用，特别是在处理非线性传感器信号和温度漂移方面的方法。通过具体的案例和解决方案，如PGA309芯片的使用，读者可以学习到如何设计稳定且适应性强的缓冲放大器电路，以满足各种实际应用的需求。