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零漂移精密运算放大器参数分析和基本构成

零漂移精密运算放大器参数分析和基本构成
零漂移精密运算放大器参数分析和基本构成

零漂移精密运算放大器参数分析和基

本构成

零漂移精密运算放大器是专为由于差分电压小而要求高输出精度的应用设计的专用运算放大器。它们不仅具有低输入失调电压,还具有高共模抑制比(CMRR)、高电源抑制比(PSRR)、高开环增益和在宽温度及时间范围的低漂移(见表1)。这些特征使其非常适用于诸如低边电流检测和传感器接口、特别是具有非常小的差分信号的应用。

表1. 影响运算放大器准确度和精密度的关键参数。

虽然零漂移运算放大器制造商有时声称这些器件没有混叠效应,但实际上它们可能容易出现混叠,因为这些器件使用采样来最小化输入失调电压。因此,设计人员应测试其运算放大器电路的混叠效应。

常用运算放大器型号及功能

常用运算放大器型号及功能 型号(规格) 功能简介 兼容型号 CA3130 高输入阻抗运算放大器 CA3140 高输入阻抗运算放大器 CD4573 四可编程运算放大器 MC14573 ICL7650 斩波稳零放大器 LF347 带宽四运算放大器 KA347 LF351 BI-FET 单运算放大器 LF353 BI-FET 双运算放大器 LF356 BI-FET 单运算放大器 LF357 BI-FET 单运算放大器 LF398 采样保持放大器 LF411 BI-FET 单运算放大器 LF412 BI-FET 双运放大器 LM124 低功耗四运算放大器(军用档) LM1458 双运算放大器 LM148 四运算放大器 LM224J 低功耗四运算放大器(工业档) LM2902 四运算放大器 LM2904 双运放大器 LM301 运算放大器 LM308 运算放大器 LM308H 运算放大器(金属封装) LM318 高速运算放大器 LM324 四运算放大器 HA17324,/LM324N LM348 四运算放大器 LM358 通用型双运算放大器 HA17358/LM358P LM380 音频功率放大器 LM386-1 音频放大器 NJM386D,UTC386 LM386-3 音频放大器 LM386-4 音频放大器 LM3886 音频大功率放大器 LM3900 四运算放大器 LM725 高精度运算放大器

229 LM733 带宽运算放大器 LM741 通用型运算放大器 HA17741 MC34119 小功率音频放大器 NE5532 高速低噪声双运算放大器 NE5534 高速低噪声单运算放大器 NE592 视频放大器 OP07-CP 精密运算放大器 OP07-DP 精密运算放大器 TBA820M 小功率音频放大器 TL061 BI-FET 单运算放大器 TL062 BI-FET 双运算放大器 TL064 BI-FET 四运算放大器 TL072 BI-FET 双运算放大器 TL074 BI-FET 四运算放大器 TL081 BI-FET 单运算放大器 TL082 BI-FET 双运算放大器 TL084 BI-FET 四运算放大器

放大器注意参数及概念

最近在使用一款PGA,在PGA输入端接地时发现输出总有个矩形波信号,放大1000倍后非常明显,怀疑是电源引起的干扰。开始的时候在输入正负电源处都加了100uf和0.1的电容,但效果不明显,后来准备再电源输入端再串联一个电阻,一开始电阻选择的是1k,但上电后发现芯片根本都无法工作,测量芯片两端的电源电压发现才一点多v。这时候就看了下数据手册的静态电流,发现竟然是5mA,然后这个PGA是5v供电的,如果PGA正常工作,1k电阻上的分压都能到5v。所以后来用了个50欧的电阻配合着100uf和0.1uf构成了个低通滤波,这样一来芯片工作正常了,然后输出的波纹也小了很多。 在选择运放时应该知道自己的设计需求是什么,从而在运放参数表中来查找。一般来说在设计中需要考虑的问题包括1. 运放供电电压大小和方式选择;2.运放封装选择;3.运放反馈方式,即是VFA (电压反馈运放)还是CFA(电流反馈运放);4.运放带宽;5.偏置电压和偏置t电流选择;6温漂;7.压摆率;8.运放输入阻抗选择;9.运放输出驱动能力大小选择;10.运放静态功耗,即ICC电流大小选择;11.运放噪声选择;12.运放驱动负载稳定时间等等。 偏置电压和输入偏置电流 在精密电路设计中,偏置电压是一个关键因素。对于那些经常被忽视的参数,诸如随温度而变化的偏置电压漂移和电压噪声等,也必须测定。精确的放大器要求偏置电压的漂移小于200μV和输入电压噪声低于6nV/√Hz。随温度变化的偏置电压漂移要求小于1μV/℃。 低偏置电压的指标在高增益电路设计中很重要,因为偏置电压经过放大可能引起大电压输出,并会占据输出摆幅的一大部分。温度感应和张力测量电路便是利用精密放大器的应用实例。 低输入偏置电流有时是必需的。光接收系统中的放大器就必须具有低偏置电压和低输入偏置电流。比如光电二极管的暗电流电流为pA量级,所以放大器必须具有更小的输入偏置电流。CMOS和JFET输入放大器是目前可用的具有最小输入偏置电流的运算放大器。 因为我现在用的是光电池做采集的系统,所以在使用中重点关心了偏置电压和电流。如果还有其他的需要,这时应该对其他参数也需要多考虑了。 1、输入失调电压VIO(Input Offset Voltage) 输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。 输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。 2、输入失调电压的温漂αVIO(Input Offset Voltage Drift) 输入失调电压的温度漂移(又叫温度系数)定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。 这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变

运算放大器

运算放大器 绪论 运算放大器是电压控制型电压源模型,其增益(放大倍数)非常大。运算放大器有5个端子、4个端口的有源器件。其符号和内部结构如图1所示: 图1 运算放大器模型和内部结构图 图中电压VCC和VEE是由外部电源提供,通常决定运算放大器的输出电压等级。符号“+”和“—”分别表示同相和反相。输入电压Vp和Vn以及输出电压Vo都是对地电压。 运算放大器的五个接线端构成了一个广义节点,如果电流按照图1所示定义,根据KCL (基尔霍夫电流定律)有如下公式: 因此,为了保持电流平衡,我们必须将所有电流都包括进来,这是根据有源器件的定义得出的。如果我们仅仅考虑输入和输出电流来列出KCL,则等式不成立,即: 运算放大器的等效电路模型如图2所示。电压Vi是输入电压Vp和Vn的差值即Vi=Vp -Vn。Ri是放大器的输入电阻,Ro是输出电阻。放大参数A称为开环增益。

运算放大器的开环结构定义为:运算放大器的结构中不包括将输入和输出端连接起来的回路。 图2 运算放大器的等效电路模型 如果输出端不接任何负载,输出电压为: 该公式说明,输出电压Vo是与输入电压Vp和Vn之差的函数。因此可以说该运算放大器是差值放大器。 大多数实际的运算放大器的开环放大倍数是非常大的。例如,比较常用的741型运算放大器,它的放大倍数为200000Vo/Vi,甚至一些运算放大器的放大倍数达到108 Vo/Vi。 反映输入电压和输出电压关系的曲线称为电压传输特性,而且该曲线是放大器电路设计和分析的基础。运算放大器的电压传输曲线如图3所示: 图3 电压传输特性曲线

注意:该曲线有2个变化区域,一个为在Vi=0V附近时,输出电压和输入电压成正比例放大,称之为线性区域;另一个为Vo随Vi改变而不变的区域,称之为饱和区(或非线性区)。 可以通过设计让运算放大电路工作在上述的2个区域。在线性区域Vo和Vi直线的斜率是非常大的,实际上,它与开环放大倍数A相等。例如,741运算放大器正负电源电压为VCC=+10V,VEE=-10V,Vo的饱和值(最大输出电压)一般在±10 V,而当A=200000 Vo/Vi 时,可以算出输入的电压非常小:10/200,000 = 50μV。

运算放大器电路分析详解

透解放大器 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。 今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。 好了,让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”,开始“庖丁解牛”了。

集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)

集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案) 3.1 集成运算放大器认识与基本应用 在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317 实现电路电压检测,并通过 三极管开关电路实现电路的控制。首先来看下集成运算放大器的工作原理。 【项目任务】 测试如下图所示,分别测量该电路的输出情况,并分析电压放大倍数。 信息单】 集成运放的实物如图3.2 所示。 图3.2 集成运算放大 1. 集成运放的组成及其符号 各种集成运算放大器的基本结构相似,主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成,如图3.3 所示。输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成;中间级的作用是获得较大的电压放大倍数,可以由共射极电路承担;输出级要求有较强的带负载能力,一般采用射极跟随器;偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。

图3.3 集成运算放大电路的结构组成集成运放的图形和文字符号如图3.4 所示。 图3.4 集成运放的图形和文字符号 其中“ -”称为反相输入端,即当信号在该端进入时,输出相位与输入相位相反;而 “+”称为同相输入端,输出相位与输入信号相位相同。 2. 集成运放的基本技术指标集成运放的基本技术指标如下。 ⑴输入失调电压U OS 实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称,当输入电压为零时,输出电压并不为零。规定在室温(25℃ )及标准电源电压下,为了使输出电压为零,需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压,称之为输入失调电压U OS,U OS 越小越好,一般约为0.5~5mV 。 ⑵开环差模电压放大倍数A od 集成运放在开环时(无外加反馈时),输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od。它是决定运放运算精度的重要因素,常用分贝(dB) 表示,目前最高值可 达140dB(即开环电压放大倍数达107)。 ⑶共模抑制比K CMRR K CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比,即K CMRR = A A od,其含义与差 动放大器中所定义的K CMRR 相同,高质量的运放K CMRR 可达160dB 。 ⑷差模输入电阻r id r id 是集成运放在开环时输入电压变化量与由它引起的输入电流的变化量之比,即从输入端看进去的动态电阻,一般为M Ω数量级,以场效应晶体管为输入级的r id 可达104M Ω。分析集成运放应用电路时,把集成运放看成理想运算放大器可以使分析简化。实际集成运放绝大部分接近理想运放。对于理想运放,A od、K CMRR 、r id 均趋于无穷大。 ⑸开环输出电阻r o r o 是集成运放开环时从输出端向里看进去的等效电阻。其值越小,说明运放的带负载能 力越强。理想集成运放r o趋于零。 其他参数包括输入失调电流I OS、输入偏置电流I B、输入失调电压温漂d UOS/d T 和输入失 调电流温漂d IOS/ d T、最大共模输入电压U Icmax、最大差模输入电压U Idmax 等,可通过器件

运放参数解释

运放带宽相关知识! 一、单位增益带宽GB 单位增益带宽定义为:运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增益后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。 二、运放的带宽是表示运放能够处理交流信号的能力(转) 对于小信号,一般用单位增益带宽表示。单位增益带宽,也叫做增益/带宽积能够大致表示运放的处理信号频率的能力。例如某个运放的增益带宽=1MHz,若实际闭环增益=100,则理论处理小信号的最大频率=1MHz/100=10KHz。 对于大信号的带宽,既功率带宽,需要根据转换速度来计算。 对于直流信号,一般不需要考虑带宽问题,主要考虑精度问题和干扰问题。 1、运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围,带宽越高,能处理的信号频率越高,高频特性就越好,否则信号就容易失真,不过这是针对小信号来说的,在大信号时一般用压摆率(或者叫转换速率)来衡量。 2、比如说一个放大器的放大倍数为n倍,但并不是说对所有输入信号的放大能力都是n倍,当信号频率增大时,放大能力就会下降,当输出信号下降到原来输出的0.707倍时,也就是根号2分之一,或者叫减小了3dB,这时候信号的频率就叫做运放的带宽。 3、当输出信号幅度很小在0.1Vp-p以下时,主要考虑增益带宽积的影响。 就是Gain Bandwidth=放大倍数*信号频率。 当输出信号幅度很大时,主要考虑转换速率Sr的影响,单位是V/uS。 在这种情况下要算功率带宽,FPBW=Sr/2πVp-p。 也就是在设计电路时要同时满足增益带宽和功率带宽。 运放关于带宽和增益的主要指标以及定义 开环带宽:开环带宽定义为,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。这用于很小信号处理。 单位增益带宽GB:单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽

集成运放的主要参数以及测试方法

集成运放的性能主要参数及国标测试方法 集成运放的性能可用一些参数来表示。 集成运放的主要参数: 1.开环特性参数 (1)开环电压放大倍数Ao。在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时,所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值,称为开环电压 放大倍数。Ao越高越稳定,所构成运算放大电路的运算精度也越高。 (2)差分输入电阻Ri。差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。它是指:开环运算放大器在室温下,加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。一般为10k~3M,高的可达1000M以上。 在大多数情况下,总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。 (3)输出电阻Ro。在没有外加反馈的情况下,集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻,其大小反映 了放大器带负载的能力,Ro通常越小越好,典型值一般在几十到几百欧。 (4)共模输入电阻Ric。开环状态下,两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻,称为共模输入电阻。 (5)开环频率特性。开环频率特性是指:在开环状态下,输出电压下降3dB所对应的通频带宽,也称为开环-3dB带宽。 2.输入失调特性 由于运算放大器输入回路的不对称性,将产生一定的输入误差信号,从而限制里运算放大器的信号灵敏度。通常用以下参数表示。 (1)输入失调电压Vos。在室温及标称电源电压下,当输入电压为零时,集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值,即: Vos=Vo0/Ao 失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。当集成运放的输入端外接电阻比较小时。失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。Vos一般在mV级,显然它越小越好。 (2)输入失调电流Ios。在常温下,当输入信号为零时,放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。即: Ios=Ib- — Ib+ 式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。Ios一般在零点几微安到零点零几微安数量级,其值越小越好。失调电流的大小反映了差动输入级两个晶体管B值的失配程度,当集成运放的输入端外接电阻比较大时,失调电流及其漂移将是运算误差的主要原因。(3)输入失调电流温漂dIos。温度波动对运算放大器的参数是有影响的。如温度变化时,不仅能使集成运放两输入晶体管的基极偏置电流Ib-、Ib+发生变化,而且两者的变化率也不相同。也就是输入失调电流Ios将随温度而变化,不能保持为常数。一般 常用的集成运放的dIos指标如下: ●通用I型低增益运放。在+25℃~+85℃范围约为5~20nA/℃,-40℃~+25℃范围约为 20~50nA/℃。 ●通用Ⅱ型中增益运放。dIos约为5~20nA/℃。 ●低漂移运放。dIos约为100PA/℃ (4)输入失调电压温漂dVos。在规定的工作温度范围内,Vos随温度的平均变化率,即:dVos=△Vos/△T一般为1~50uV/℃,高质量的低于0.5uV。由于该指标不像Vos可

利用Matlab分析运算放大器电路

能力拓展训练任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位: 题目: 利用Matlab分析运算放大器电路 初始条件: 1 Matlab软件6.3以上版本 2运算放大器等效电路 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1. 题目内容: 2. 课程设计说明书应包括: a)设计任务及要求 b)方案比较及认证 c)程序设计基本思想,程序流程图,部分源程序及注解 d)调试记录及结果分析 e)参考资料 f)附录:全部源程序清单 g)总结 时间安排: 2013年选题、查阅资料和方案设计 2013年编程 2013年调试程序,改进与提高 2013年撰写设计报告(有调试过程及结果的截屏) 2013年答辩和交课程设计报告 指导教师签名: 2013 年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 1前言........................................................................................................................... 12系统分析................................................................................................................... 2 2.1任务及要求.................................................................................................... 2 2.2分析与计算.................................................................................................... 2 2.2.1电路频率响应分析............................................................................. 2 2.2.2自激分析............................................................................................. 33编程和仿真............................................................................................................... 44仿真结果与分析....................................................................................................... 55小结........................................................................................................................... 76心得体会................................................................................................................... 8参考文献...................................................................................................................... 9附录.......................................................................................................................... 10

运算放大器地全参数选择

运算放大器的参数指标 1.开环电压增益Avd 开环电压增益(差模增益)为运算放大器处于开环状态下,对小于200Hz的交流输入信号的放大倍数,即输出电压与输入差模电压之比。它一般为104~106,因此它在电路分析时可以认为无穷大。 2.闭环增益A F 闭环增益是运算放大器闭环应用时的电压放大倍数,其大小与放大电路的形式有关,与放大器本身的参数几乎无关,只取决于输入电组和反馈电阻值的大小。 反相比例放大器,其增益为 A F=- RI RF 3.共模增益Avc和共模抑制比 当两个输入端同时加上频率小于200Hz的电压信号Vic时,在理想情况下,其输出电压应为零。但由于实际上内部电路失配而输出电压不为零。此时输出电压和输入电压之比成为共模增益Avc。 共模抑制比Kcmr= Avc Avd 共模增益 运算放大器的差模增益, 通常以对数关系表示:Kcmr=20log Avc Avd 共模增益 运算放大器的差模增益 共模抑制比一般在80~120Db范围内,它是衡量放大器对共模信号抑制能力高低的重要指标。这不仅是因为许多应用电路中要求抑制输入信号中夹带的共模干扰,而且因为信号从同相端输入时,其两个输入端将出现较大的共模信号而产生较大的运算误差。

在常温(25℃)下当输入电压为零时,其输出电压不为零。此时将其折算到输入端的电压称为输入失调电压。它一般为±(0.2~15)mV 。这就是说,要使放大器输出电压为零,就必须在输入端加上能抵消Vio 的差值输入电压。 5. 输入偏置电流 在常温(25℃)下输入信号为零(两个输入端均接地)时,两个输入端的基极偏置电流的平均值称为输入偏置电流,即 I IB =2 1( I IB -+ I IB+) 它一般在10nA~1uA 的范围内,随温度的升高而下降,是反映放大器动态输入电阻大小的重要参数。 6. 输入失调电流I IO 输入失调电流可表示为 I IO =︱I IB -- I IB+∣ 在双极晶体管输入级运算放大器中,I IO 约为(0.2~0.1)I IB -或(0.2~0.1)I IB+。当I IO 流过信号源内阻时,产生输入失调电压。而且它也是温度的函数。 7. 差模输入电阻R ID 在一般应用电路中,输入阻抗是指差模输入电阻R ID 。它一般为100K Ω~1M Ω,高输入阻抗运算放大器的差模输入电阻可达1013Ω。 8. 温度漂移 输入失调电压、输入失调电流和输入偏置电流等参数均随温度、时间和电源等外界条件的变化而变化。其中输入偏置电流的变化是造成放大器温度漂移的主要原因。对于双极晶体管输入级运算放大器,输入偏置电流随温度上升而变小,数量级为nA 级。

几种运算放大器比较器与经典电路的简单分析报告

运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所斩获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi ,那是一个反向放大器,然后得岀Vo=- Rf*Vi……最后学生往往得岀这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给岀的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。 今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和 “虚断”,不过要把它运用得岀神入化,就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输 出电压是有限的,一般在10 V~ 14 V。因此运放的差模输入电压不足 1 mV,两输入端近似等电位,相 当于“短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1M Q以上。因此流入运放输入端 的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻 越大,两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输岀关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂;也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。好了,让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”,开始“庖丁解牛”了。 (原文件名:1.jpg) 引用图片

几种常用集成运算放大器的性能参数解读

几种常用集成运算放大器的性能参数 1.通用型运算放大器 A741(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。μ通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。例 2.高阻型运算放大器 ,IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347(四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。Ω这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid>(109~1012) 3.低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。4.高速型运算放大器 s,BWG>20MHz。μA715等,其SR=50~70V/μ在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、 5.低功耗型运算放大器 W,可采用单节电池供电。μA。目前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10μ由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等,其工作电压为±2V~±18V,消耗电流为50~250 6.高压大功率型运算放大器 A791集成运放的输出电流可达1A。μ运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V, 集成运放的分类 1. 通用型 这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。从客观上判断通用型集成运放,目前还没有明确的统一标准,习惯上认为,在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。由于集成运放特性参数的指标在不断提高,现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。相对而言,在特性

常用运算放大器电路 (全集)

常用运算放大器电路(全集) 下面是[常用运算放大器电路(全集)]的电路图 常用OP电路类型如下: 1. Inverter Amp. 反相位放大电路: 放大倍数为Av = R2 / R1但是需考虑规格之Gain-Bandwidth数值。R3 = R4 提供1 / 2 电源偏压 C3 为电源去耦合滤波 C1, C2 输入及输出端隔直流 此时输出端信号相位与输入端相反 2. Non-inverter Amp. 同相位放大电路: 放大倍数为Av=R2 / R1 R3 = R4提供1 / 2电源偏压 C1, C2, C3 为隔直流

此时输出端信号相位与输入端相同 3. Voltage follower 缓冲放大电路: O/P输出端电位与I/P输入端电位相同 单双电源皆可工作 4. Comparator比较器电路: I/P 电压高于Ref时O/P输出端为Logic低电位 I/P 电压低于Ref时O/P输出端为Logic高电位 R2 = 100 * R1 用以消除Hysteresis状态, 即为强化O/P输出端, Logic高低电位差距,以提高比较器的灵敏度. (R1=10 K, R2=1 M) 单双电源皆可工作 5. Square-wave oscillator 方块波震荡电路: R2 = R3 = R4 = 100 K R1 = 100 K, C1 = 0.01 uF

Freq = 1 /(2π* R1 * C1) 6. Pulse generator脉波产生器电路: R2 = R3 = R4 = 100 K R1 = 30 K, C1 = 0.01 uF, R5 = 150 K O/P输出端On Cycle = 1 /(2π* R5 * C1) O/P输出端Off Cycle =1 /(2π* R1 * C1) 7. Active low-pass filter 主动低通滤波器电路: R1 = R2 = 16 K R3 = R4 = 100 K C1 = C2 = 0.01 uF 放大倍数Av = R4 / (R3+R4) Freq = 1 KHz 8. Active band-pass filter 主动带通滤波器电路:

运放参数说明(加选型和例子)

1、输入失调电压(Input Offset Voltage) V OS 若将运放的两个输入端接地,理想运放输出为零,但实际运放输出不为零。此时,用输出电压除以增益得到的等效输入电压称为输入失调电压。 其值为数mV,该值越小越好,较大时增益受到限制。 输入失调电压VIO:输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。对于精密运放,输入失调电压一般在 1mV以下。输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。 本文来自: https://www.wendangku.net/doc/495503262.html, 原文网址: https://www.wendangku.net/doc/495503262.html,/info/analog/3366_2.html 2、输入失调电压的温漂(Input Offset Voltage Drift),又叫温度系数 TC V OS 一般为数uV/.C 输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)αVIO:输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。 本文来自: https://www.wendangku.net/doc/495503262.html, 原文网址: https://www.wendangku.net/doc/495503262.html,/info/analog/3366_2.html 3、输入偏置电流(Input Bias Current) I BIAS 运放两输入端流进或流出直流电流的平均值。 对于双极型运放,该值离散性较大,但却几乎不受温度影响;而对于MOS型运放,该值是栅极漏电流,值很小,但受温度影响较大。 输入偏置电流IIB:输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于1nA。

集成运算放大器IC的主要参数【经典】

集成运算放大器IC的主要参数 本节以《中国集成电路大全》集成运算放大器为主要参考资料,同时参考了其它相关资料。 集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标。 其中主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。 主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。 这里重点描述——直流指标 输入失调电压VIO:输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。对于精密运放,输入失调电压一般在1mV以下。输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。 输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)αVIO:输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。 输入偏置电流IIB:输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于1nA。 输入失调电流IIO:输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端偏置电流的差值。输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响,特别是运放外部采用较大的电阻(例如10k?或更大时),输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。 输入失调电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂):输入偏置电流的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电流的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电流的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。输入失调电流温漂一般只是在精密运放参数中给出,而且是在用以直流信号处理或是小信号处理时才需要关注。

集成运算放大器的外特性及参数

集成运算放大器的外特性及参数 1. 理想集成运算放大器 所谓理想运放就是将各项技术指标理想化的集成运放,即认为: 开环差模电压放大倍数 Od A =∞; 差模输入电阻 id R =∞; 输出电阻 O R =0; 共模抑制比 CMR K =∞; 输入偏置电流 id I =0; 上限频率 H f =∞ 。 2. 集成运算放大器的电压传输特性 我们称集成运放输出电压O U 与其输入电压id U 之间的关系曲线为电压传输特性,集成运放的电压传输特性如图2-15(a )所示。 (a) (b) 图2-15 集成运放的电压传输特性 (a) 集成运放的电压传输特性 (b) 理想集成运放的电压传输特性 在id U 很小的范围内为线性区,id od O U A U =,输出电压的最大值为OM U ±,当

od OM A | |U U >||id 时,输出信号O U 不再跟随id U 线性变化,进入饱和工作区(非线性区) 。由于集成运放的开环差模电压放大倍数Od A 非常高,一般为104 ~107 ,即80~140dB ,所以它的线性区非常窄,图2-15(b )为理性运算放大器的电压传输特性。如果输出电压最大值 V U O M 13±=±。Od A =5×105,那么只有当输入信号|id U |<26μV 时,电路才会工作 在线性区。否则输出级就将工作在正向饱和或负向饱和状态,输出电压O U 不是OM U +就是 OM U -。其饱和值OM U ±接近正、负电源电压值。 3. 集成运算放大器的参数 集成运算放大器的性能可以用各种参数来表示,了解这些参数有助于正确选择和使用各种不同类型的集成运放。常用的典型集成运算放大器的参数详见表2-1。 表2-1典型集成运算放大器的参数表

运算放大器主要参数测试方法说明1

通用运算放大器主要参数测试方法说明 1. 运算放大器测试方法基本原理 采用由辅助放大器(A)与被测器件(DUT)构成闭合环路的方法进行测试,基本测试原理图如图1所示。 图1 辅助放大器应满足下列要求: (1) 开环增益大于60dB; (2) 输入失调电流和输入偏置电流应很小; (3) 动态范围足够大。 环路元件满足下列要求: (1) 满足下列表达式 Ri·Ib<Vos R<Rid R·Ib >Vos Ros<Rf<Rid R1=R2 R1>RL 式中:Ib:被测器件的输入偏置电流; Vos:被测器件的输入失调电压; Rid:被测器件的开环差模输入电阻; Ros:辅助放大器的开环输出电阻; (2) Rf/ Ri值决定了测试精度,但须保证辅助放大器在线性区工作。

2.运算放大器测试适配器 SP-3160Ⅲ数/模混合集成电路测试系统提供的运算放大器测试适配器便是根据上述基本原理设计而成。它由运放测试适配板及一系列测试适配卡组成,可以完成通用单运放、双运放、四运放及电压比较器的测试。运算放大器适配器原理图如附图所示。 3.测试参数 以OP-77G为例,通用运算放大器主要技术规范见下表。

3.1 参数名称:输入失调电压Vos (Input Offset Voltage)。 3.1.1 参数定义:使输出电压为零(或规定值)时,两输入端间所加的直流补偿 电压。 3.1.2 测试方法: 测试原理如图2 所示。 图2 (1) 在规定的环境温度下,将被测器件接入测试系统中; (2) 电源端施加规定的电压; (3) 开关“K4”置地(或规定的参考电压); (4) 在辅助放大器A的输出端测得电压Vlo; (5) 计算公式: Vos=(Ri/(Ri+Rf))*VLo 。 3.1.3编程举例:(测试对象:OP-77G,测试系统:SP3160) ----测试名称:vos---- 测量方式:Vos Bias 1=-15.000 V Clamp1=-10.000mA Bias 2=15.000 V Clamp2=10.000mA 测量高限=0.0001 V 测量低限=____ V 测量延迟:50mS 箝位延迟:50mS SKon=[0,4,11,12,13,19,23,27] 电压基准源2电压=0V 电压基准源2量程+/-2.5V 电压基准源3电压=0V 电压基准源3量程+/-2.5V 测试通道TP1 测量单元DCV DCV量程:+/-2V

利用Matlab分析运算放大器电路

目录 摘要 (1) 1题目来源.............................................................................................................. . (2) 2研究意义 (2) 3系统分析 (3) 3.1任务及要求 (3) 3.2分析与计算 (3) 3.2.1电路频率响应分析 (3) 3.2.2自激分析 (4) 4编程和仿真 (5) 5仿真结果与分析................................................................................................... 6、7 6小结.. (8) 7心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录 (11)

1题目来源 matlab是一种科学计算软件,在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。它可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。而且的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。由于它使用方便,输入简捷,运算高效,内容丰富等特点,并且很容易由用户自行扩展,因此,matlab现已成为国外发达国家大学教学和科学研究中必不可少的工具。 结合我们所学的模拟电子技术,对其中的集成电路运算放大器求解电压增益和频率响应都不是一件容易的事情。但是运用matlab函数对其处理求解便变得容易,而且形象直观。让我们对电路的增益、频率响应以及自激现象的模拟更为简便。

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