Op Amps for Everyone - The Repeater Builder's Technical ...

Contents
14.4.3 AC Application Error Budget . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-8
14.4.4 RF Application Error Budget . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-10
14.5 D/A Converter Errors and Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-10
14.5.1 DC Errors and Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-10
14.5.2 AC Application Errors and Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-14
14.6 Compensating For DAC Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-18
14.7 Increasing Op Amp Buffer Amplifier Current and Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-19
14.7.1 Current Boosters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-20
14.7.2 Voltage Boosters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-20
14.7.3 Power Boosters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-22
14.7.4 Single-Supply Operation and DC Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-22
15 Sine Wave Oscillators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-1
15.1 What is a Sine Wave Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-1
15.2 Requirements for Oscillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-1
15.3 Phase Shift in the Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-3
15.4 Gain in the Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-4
15.5 Active Element (Op Amp) Impact on the Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-5
15.6 Analysis of the Oscillator Operation (Circuit) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-7
15.7 Sine Wave Oscillator Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-9
15.7.1 Wien Bridge Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-9
15.7.2 Phase Shift Oscillator, Single Amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-14
15.7.3 Phase Shift Oscillator, Buffered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-15
15.7.4 Bubba Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17
15.7.5 Quadrature Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-18
15.7.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-20
15.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-21
16 Active Filter Design Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-1
16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-1
16.2 Fundamentals of Low-Pass Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-2
16.2.1 Butterworth Low-Pass FIlters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-6
16.2.2 Tschebyscheff Low-Pass Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-7
16.2.3 Bessel Low-Pass Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-7
16.2.4 Quality Factor Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-9
16.2.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-10
16.3 Low-Pass Filter Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-11
16.3.1 First-Order Low-Pass Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-12
16.3.2 Second-Order Low-Pass Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-14
16.3.3 Higher-Order Low-Pass Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-19
16.4 High-Pass Filter Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-21
16.4.1 First-Order High-Pass Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-23
16.4.2 Second-Order High-Pass Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-24
16.4.3 Higher-Order High-Pass Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-26
Contents
vii