Echtes Rail-to-Rail-Verhalten eines Operationsverstärkers mit unipolarer Versorgungsspannung

Operationsverstärker Echtes Rail-to-Rail-Verhalten eines Operationsverstärkers mit unipolarer Versorgungsspannung

22.08.2013Autor / Redakteur: John Ardizzoni, Analog Devices. / Kristin Rinortner

Wie stellen eine preiswerte Lösung vor, wie man bei Operationsverstärkern mit einer unipolaren Versorgungsspannung einen Ausgang mit echtem Rail-to-Rail-Verhalten erhält.

Kombination des ADA4851-1 und der ADA4431-1 Ladungspumpe
(Kombination des ADA4851-1 und der ADA4431-1 Ladungspumpe)

Der folgende Tipp stellt eine preiswerte Lösung vor, wie man bei Operationsverstärkern mit einer unipolaren Versorgungsspannung einen Ausgang mit echtem Rail-to-Rail-Verhalten erhält.

Schnelle Verstärker, die an einer unipolaren Versorgungsspannung arbeiten, sind wesentliche Funktionsblöcke von Systemen mit geringem Stromverbrauch. Der Betrieb mit nur einer Versorgungsspannung kann große Herausforderungen bei der Entwicklung mit sich bringen. Der Grund ist die Tatsache, dass zwar die Eingänge von Verstärkern für unipolare Versorgungsspannungen auf Massepotenzial oder darunter gelangen können, nicht aber ihre Ausgänge. Um bei Operationsverstärkern mit unipolarer Versorgungsspannung einen Ausgang mit echtem Rail-to-Rail-Verhalten zu erhalten, gibt es eine pfiffige Möglichkeit.

Pseudo-Composite-Verstärker

In dieser Anwendung werden der ADA4851-1 und der sehr preiswerte SD-Video-Filter (Standard Definition) ADA4431-1 mit geringem Stromverbrauch verwendet. Zusätzlich zu Filter, Pufferverstärker und Last-Detektor enthält der ADA4431-1 eine Ladungspumpe, welche der einzige Block ist, der in dieser Anwendung verwendet wird. Die Ladungspumpe, die etwa –900 mV erzeugt, ist über den Substrat-Pin zugänglich. Die Kombination des ADA4851-1 und der ADA4431-1 Ladungspumpe zeigt Bild 1.

Die Spannung von –900 mV, die der ADA4431-1 erzeugt, ist mit dem –Vs-Pin des ADA4851-1 verbunden. Dies ermöglicht, dass der Ausgang des ADA4851-1, der an einer unipolaren Versorgungsspannung von 3,6 V betrieben wird, ohne Verzerrungen bis hinunter auf Massepotenzial arbeiten kann. Durch die Kombination aus ADA4851-1 und ADA4431-1 entsteht so eine preiswerte Lösung für einen echten Rail-to-Rail-Betrieb mit nur einer Versorgungsspannung.

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