復(fù)合放大器：集成優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)高帶寬

將兩個(gè)運(yùn)算放大器組合在一起，能夠集成它們各自的優(yōu)勢(shì)特性。與具有相同增益的單個(gè)放大器相比，這種組合可以實(shí)現(xiàn)更高的帶寬。復(fù)合放大器的配置與同相放大器類似，有兩個(gè)外部操作電阻 R1 和 R2 。此時(shí)，可以把兩個(gè)串聯(lián)的運(yùn)算放大器看作一個(gè)整體放大器，其總增益 (G) 通過電阻比來設(shè)置，公式為 G = 1 + R1/R2。若 R3 與 R4 的電阻比發(fā)生變化，會(huì)對(duì)放大器 2 (G2) 的增益產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響放大器 1 (G1) 的增益或輸出電平，但不會(huì)改變有效總增益。因?yàn)楫?dāng) G2 降低時(shí)，G1 會(huì)相應(yīng)增加。
復(fù)合放大器的顯著特性之一是具備更高的帶寬。以兩個(gè)完全相同、增益帶寬積 (GBWP) 為 100 MHz、增益 G = 1 的放大器為例，其–3 dB 帶寬可以提高約 27%。并且，增益越高，帶寬提升效果越明顯，但存在特定限值。一旦超過該限值，電路可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。同樣，當(dāng)兩個(gè)放大器的增益分布不均時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定。通常情況下，在兩個(gè)放大器的增益均等分布時(shí)，可獲得最大帶寬。例如，當(dāng) GBWP = 100 MHz、G2 = 3.16、G = 10 時(shí)，兩個(gè)放大器組合在總增益為 10 的情況下，–3 dB 帶寬能達(dá)到單個(gè)放大器的 3 倍。

直流伺服環(huán)路：不同電路配置的實(shí)現(xiàn)方式

對(duì)于反相電路配置，使用配置為積分器的運(yùn)算放大器的直流伺服環(huán)路是較為合適的選擇；而對(duì)于同相電路，基于運(yùn)算跨導(dǎo)放大器 (OTA) 的直流伺服環(huán)路則是最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式。這兩個(gè)電路的具體情況如圖 1 和圖 2 所示。

圖 1：用于反相放大器配置的直流伺服回路

圖 2：非反相放大器配置的直流伺服回路

這兩個(gè)電路無論是否使用去耦電容，本質(zhì)上都是交流耦合的。使用去耦電容表示電路，是為了強(qiáng)調(diào)等效電路為交流耦合。伺服回路的作用是移除直流電壓，并用參考電壓 (Vref) 替代。系統(tǒng)的精度僅受伺服回路中使用設(shè)備的精度和回路速度的限制。在這兩個(gè)電路中，需要平衡高通帶寬與伺服放大器的響應(yīng)時(shí)間。如果伺服放大器響應(yīng)過快或信號(hào)變化過慢，信號(hào)將被伺服，可能對(duì)其完整性造成嚴(yán)重影響。此外，在實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量之前，系統(tǒng)還存在一個(gè)初始穩(wěn)定時(shí)間。
對(duì)于基于積分器的電路，伺服放大器的輸出電壓增加與信號(hào)放大器的輸出直接相關(guān)。由于直流增益為 1 - V/V，信號(hào)放大器的輸入隨后會(huì)在輸出端體現(xiàn)。由 R4 和 C3 形成的低通濾波器可限制帶寬，并最大限度地減少對(duì)信號(hào)放大器的噪聲影響。伺服放大器通常選用精密放大器，如 OPA277 或 OPA333。
非反相配置的直流伺服回路在 OPA615 的 SOTA (采樣 OTA) 輸出之前，其對(duì)積分器的行為與上述情況相同。引腳 10 和 11 之間的電壓差會(huì)產(chǎn)生電流輸出，為 Chold 電容器充電。產(chǎn)生的電壓會(huì)饋送到另一個(gè) OTA，該 OTA B 輸入端 (引腳 3) 出現(xiàn)的電壓會(huì)作為電壓鏡像到 E 輸入端，并通過電阻 R E 轉(zhuǎn)換為電流。電流最終鏡像到 C 輸出 (引腳 12) 并插入 OPA656 的反相節(jié)點(diǎn)，直到引腳 10 和 11 兩端的電壓為零。
此外，SOTA 可用于對(duì)特定時(shí)間進(jìn)行采樣，在這段時(shí)間內(nèi)，若信號(hào)未達(dá)到某個(gè)直流值，實(shí)際上會(huì)將整個(gè)信號(hào)向上或向下移動(dòng)。在這種模式下，電路的行為類似于直流恢復(fù)電路。如果 SOTA 始終進(jìn)行采樣，則只能通過在引腳 10 上插入 RC 濾波器來實(shí)現(xiàn)直流校正，此 RC 濾波器與圖 1 中的 R4、C3 濾波器具有相同的效果。