精密運算放大器一般指失調(diào)電壓低于1mV的運放并同時強調(diào)失調(diào)電壓隨溫度的變化漂移值要小于100?V。對于直流輸入信號，VOS和它的溫漂足夠小就行了，但對于交流輸入信號，我們還必須考慮運放的輸入電壓噪聲和輸入電流噪聲，在很多應(yīng)用情況下輸入電壓噪聲和輸入電流噪聲顯得更為重要一些。

     傳統(tǒng)的低噪聲精密運放用雙極(Bipolar)技術(shù)來設(shè)計，隨著現(xiàn)有的很多產(chǎn)品采用電池供電，低功耗設(shè)計越來越重要，傳統(tǒng)的精密運放在功耗和軌對軌(rail to rail)輸出特性已不能滿足市場的需要，而且傳統(tǒng)的精密運放還有一個致命的缺點就是需要負電源供電，這在很多產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計中是不能容忍的。因而市場呼喚低功耗、低噪聲、高速大帶寬、軌對軌輸出特性的精密運放，于是CMOS設(shè)計技術(shù)成為首選，相關(guān)高精密運算放大器應(yīng)運而生。

    隨著DSP處理能力的提高和高速高精度ADC的發(fā)展，模擬信號鏈處理越來越向下述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靠近，如圖1所示。依靠強大的DSP處理器運算能力，DSP處理器將在數(shù)字域?qū)π盘栠M行處理，比如信號的濾波、調(diào)制與解調(diào)、算法處理等等，以前用硬件實現(xiàn)的功能大量使用軟件去代替，這種結(jié)構(gòu)極大地節(jié)省了硬件成本，但是它對前級的運放提出了很高的要求。我們知道一個系統(tǒng)輸入級的噪聲性能往往決定了一個系統(tǒng)的設(shè)計成敗，若運放噪聲性能不好，DSP處理器功能再強大也不行。輸入級運算放大器成為這種信號處理結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵點，只有高速、低功耗、低噪聲、大帶寬、高輸入阻抗、軌對軌輸出特性的精密運放才能勝任。

圖1: 模擬信號鏈處理過程示意圖。

     新型傳感器層出不窮，對大部分傳感器而言，其輸出信號主要在低頻端，而且信號幅度很小，比如應(yīng)變壓力傳感器其輸出一般在5mV左右，熱電偶輸出信號幅度在2mV左右，應(yīng)用中和它們接口的運算放大器必須是精密運放。CMOS技術(shù)設(shè)計的運算放大器和雙極技術(shù)相比，具有更大的失調(diào)電壓和大的低頻噪聲，為了達到傳感器系統(tǒng)設(shè)計需要的性能指標(biāo)，CMOS設(shè)計技術(shù)需要在電路上進行特別的處理，比如自動調(diào)零(AutoZero)技術(shù)、相關(guān)雙采樣(CDS)技術(shù)、斬波(Chopping)穩(wěn)零技術(shù)等。

圣邦微電子在精密運算放大器產(chǎn)品方面首先推出的是SGM8922。該器件具有以下特性：①的的電壓噪聲；②軌對軌輸出；③3V~5.5V的供電范圍；④增益帶寬積為12.7MHz；⑤壓擺率為6.8V/?s；⑥最大0.9mV的VOS；⑦± 100mA的驅(qū)動能力，5V供電在100mA負載下，VOH可達4.73V，VOL為0.24V，超強輸出驅(qū)動能力的特點使SGM8922在很多應(yīng)用上表現(xiàn)出色。比如它可以作為應(yīng)變壓力傳感器的激勵源，電路如圖2所示。在此類傳感器的恒流激勵中，恒流源電流大小為小為，Vref為一個基準(zhǔn)源，用戶可以用傳統(tǒng)的基準(zhǔn)源IC即可產(chǎn)生，例如431等。

    由于其出色的大驅(qū)動能力和軌對軌輸出特性，SGM8922還可以作為音頻偏解碼器的輸出級，它既是音頻編解碼器的DAC輸出濾波器，也是耳機驅(qū)動器。在5V 供電下，它可以達到接近2Vrms的輸出特性，用戶只用5V的系統(tǒng)電壓就可以了，而不必用傳統(tǒng)的4558，4558在使用12V電源電壓才能達到設(shè)計要求，使用SGM8922，用戶在電源上可以節(jié)省不少成本，使整機性價比得到提高。設(shè)計電路如圖3所示。

圣邦微電子推出的第二種高精密運算放大器是SGM855×系列產(chǎn)品。SGM855×系列產(chǎn)品著眼于模擬信號的精密調(diào)整，它具有以下特性：①在 2.7V~5.5V供電范圍內(nèi)，失調(diào)電壓低于1?V；②低于0.01?V/℃的溫度漂移；③具有低于1mA的靜態(tài)功耗；④PSSR高達130dB； ⑤5.0MHZ增益寬帶積；⑥在0HZ到10HZ 頻率范圍上，電壓噪聲低于1.6?Vp-p，電流噪聲低于。優(yōu)異的特性使它成為調(diào)整傳感器小幅輸出信號的理想選擇。

用SGM855×系列產(chǎn)品，可以完成多種多樣的設(shè)計，比如可以用它來完成一個高性能的儀表放大器設(shè)計，如圖4所示此種分立儀表放大器設(shè)計方案可以代替昂貴的集成式儀表放大器，系統(tǒng)性價比得到不少提升。

　
圖4：基于SGM855×系列的分立儀表放大器設(shè)計方案。

很多應(yīng)用設(shè)計中需要使用可編程高精密運算放大器（PVGA），在信號鏈中對放大倍數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，一般集成式PVGA價格非常高，而應(yīng)用圣邦微電子 (SGMICRO)的SGM855×系列高精密運放和模擬開關(guān)，用戶可以很容易地完成可編程高精密運放設(shè)計，如圖5所示。CPU通過S0和S1兩個數(shù)字 I/O口可以很容易地實現(xiàn)增益的動態(tài)改變，從而達到系統(tǒng)可編程設(shè)計的目的。

圖5: 基于SGM855×系列高精密運放和模擬開關(guān)的可編程高精密運放設(shè)計。 

     SGM8922 著眼于大驅(qū)動能力，SGM855×著眼于模擬信號的高性能調(diào)整，它們兩個組成一個很好的搭配，用戶可以發(fā)揮自己的想象力，根據(jù)自己系統(tǒng)設(shè)計需要，完成各種各樣富有創(chuàng)意的設(shè)計。在電路設(shè)計和PCB設(shè)計上，為了得到更好的系統(tǒng)性能，我們必須注意系統(tǒng)電源的完整性設(shè)計和EMI/EMC完整性設(shè)計，在和ADC接口設(shè)計上，還需加入一個RC濾波器，關(guān)于這方面的內(nèi)容，在此就不多談了，讀者可以參考相關(guān)文獻資料。

    在將來隨著各種新型傳感器的推出，人們對電子設(shè)備性能要求越來越高，大量自動化設(shè)備投入使用，低失調(diào)、低噪聲的高精密放大器將會在醫(yī)療電子、測量儀表、汽車電子、工業(yè)自動化設(shè)備等領(lǐng)域大顯身手。高精密運算放大器的性能指標(biāo)將與時俱進，向著更低電壓電流噪聲更低的失調(diào)電壓、更低的失調(diào)電壓溫漂、更大帶寬、更小功耗、更高電壓方向不斷創(chuàng)新，產(chǎn)品不斷推陳出新，滿足客戶不斷提高的設(shè)計需求。