運算放大器系列(二)

2021-08-03 08:22:12 字數 1597 閱讀 5319

拿到乙個訊號打算放大的時候,第一反應一般都是運算放大器。通常一塊增益頻寬積在20m以下的運放就能夠滿足你的需求了,這次主要分享一下增益頻寬積在20m以下的運放的重要引數以及挑選。

半導體公司比較知名的有意法半導體公司,恩智浦,美國國家半導體公司(應該是這麼翻譯的)還有ti。ti,德州儀器,是全球知名半導體品牌,做軍工類產品起家,現轉入民用器件的生產及配套設計。我比較喜歡這家公司的產品,所以主要講一下怎樣在ti淘到一款你想要的運放。

首先我們需要先了解一下運放的一些引數

增益頻寬:

訊號的增益與測試點頻率的乘積

這是挑選運放的重要參考指標

右側為頻寬22m hz的運放對於220k hz訊號的增益與相位差影象

擺速:

決定輸出電壓的峰值。峰值等於擺速除以2π與頻率乘積。挑選運放的又一重要參考指標

由內部補償電容決定。此電容使得電路更穩定。沒有這個電容會得到更快的擺速,但同時需要採取其他措施保證電路的穩定。

輸入失調電流:

輸入偏置電流是由於運放兩個輸入極都有漏電流的存在。可以理解為,理想運放的各個輸入端都串聯進了乙個電流源,並且電流值一般不相同。也就是說,實際的運放,會有電流流入或流出運放的輸入端的(與理想運放的虛斷不太一樣)。那麼輸入偏置電流就定義這兩個電流的平均值,這個很好理解。輸入失調電流呢,就定義為兩個電流的差。

輸入偏置電流會流過外面的電阻網路,從而轉化成運放的失調電壓,再經運放話後就到了運入的輸出端,造成了運放的輸入誤差。這也就是在反向放大電路中,在運放的同相輸入端連乙個電阻再接地的原因。並且這個電阻要等於反向輸入端的電阻和反饋電阻併聯後的值。這就是為了使兩個輸入端偏置電流流過電阻時,形成的電壓值相等,從而使它們引入的失調電壓為0。

總諧波雜訊:

雜訊和失真是工程師在設計高精度模擬系統常見的兩個令人撓頭的問題。但是,當我們檢視乙個運算放大器資料表中的總諧波失真和雜訊 (thd+n) 數值時,也許不能立即搞清楚哪乙個才是你要應對的敵人:雜訊還是失真?

「雜訊」描述的是由放大器產生的隨機電訊號。「失真」是指由放大器引入的有害諧波。諧波是頻率為輸入訊號頻率整數倍的訊號。由於輸入訊號的頻率不影響雜訊電壓,雜訊優勢頻率上的thd+n測量值在是扁平的。另一方面,失真諧波的幅值會隨著訊號幅值的變化而變化。一旦曲線偏離恆定向下斜坡,我們就會知道失真諧波正在影響thd+n測量值。了解雜訊或失真是否會限制你的系統效能對於找到乙個工程設計解決方案十分關鍵。掌握某些基本手算結果,並且能夠看懂資料表thd+n圖,你就可以迅速確定誰是罪魁禍首了。

輸出電阻:

運放的輸出可視為乙個受控電壓源串聯了乙個電阻。ro是運算放大器的開環輸出電阻。放大器後面接的負載的阻抗要與閉環輸出電阻相同或者共軛(因為電感電容會引起相角的變化,所以阻抗一般採用複數表示)。閉環輸出電阻與放大電路的環路增益有關,有興趣者可以查閱相關資料,這裡就不再贅述了。

擺幅:

輸出最大電壓與最小電壓的差值。有一種輸出叫做軌到軌輸出,也就是輸出範圍是你供電電壓的範圍,一般情況下擺幅是供電電壓上下限減加1.5v左右。

看了這麼多引數我們再看一下ti列出的引數選項

這裡面包括了供電電壓,增益頻寬積,擺速,軌到軌方式,輸入失調電壓,工作環境溫度甚至晶元的封裝,有了這些,你的對運放進行初步篩選。

之後還可以通過晶元手冊的綜述部分了解運放進一步的引數,根據自己的需求再最終決定使用哪款晶元。

運算放大器

運算放大器的效能指標有輸入阻抗,輸出阻抗,電壓增益,增益頻寬積,壓擺率。其中,增益頻寬積 gbwp,gbw,gbp或gb 是放大器頻寬和頻寬的增益的乘積,是衡量放大器效能的乙個引數,在頻率足夠大時,增益頻寬積是乙個常數 壓擺率為運算放大器輸出電壓的轉換速率,單位有通常有v s,v ms和v s三種,...

運算放大器

運算放大器 簡稱 運放 是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中,通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出訊號可以是輸入訊號加 減或微分 積分等數 算的結果。由於早期應用於模擬計算機中,用以實現數 算,故得名 運算放大器 運放是乙個從功能的角度命名的電路...

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