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有线电视系统双向放大器技术要求和测量方法

有线电视系统双向放大器技术要求和测量方法
有线电视系统双向放大器技术要求和测量方法

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

双极性运算放大器参数的测试

实验35双极性运算放大器参数的测试运算放大器(简称运放)是一种直接耦合的高效增益放大器,在外接不同反馈网络后,可具有不同的运算功能。运算放大器除了可对输入信号进行加、减、乘、除、微分、积分等数学运算外,还在自动控制,测量技术、仪器仪表等各个领域得到广泛的应用。 为了更好的使用运算放大器,必须对它的各种参数有一个较为全面地了解。运算放大器结构十分复杂,参数很多,测试方法各异。 本实验的目的是熟悉运算放大器主要参数的测试原理,掌握这些参数的测试方法。 一、实验原理 运算放大器的符号如图,它有两个输入端,一个是反相输入端用“—”表示,另一个位同相输入端,用“+”表示。可以单端输入,也可以双端输入。若把输入信号接在“—”输入端,而“+”端接地,或通过电阻接地,则输出信号与输入信号反相,反之则同相。若两个输入端同时输入信号电压为V_和V+时,其差动输入信号为V ID=V_—V+。开环输出电压Vo=Avo V ID,Avo 为开环电压放大倍数。 运算放大器在实际使用中,为了改善电路的性能,在输入端和输出端之间总是接有不同的反馈网络。通常是接在输出端和反相输入端之间。 1.开环电压增益 开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益,其值为输出电压变化量⊿Vo和输入电压变化量⊿V I之比

Avo = ⊿Vo/⊿V I () 由于Avo 很大,输入信号V I 很小,加之输入电压与输出电压之间有相位差,从而引入了较大的测试误差,实际测试中难以实现。测试开环电压增益时,都采用交流开环,直流闭环的方法。测试原理如图所示。 图 运算放大器符号 直流通过R F 实现全反馈,放大器的直流增益很小,故输入直流电平十分稳定,不需进行零点调节。取C F 足够大,以满足R F >>1/ΩC F ,使放大器的反相端交流接地,以保证交流开环的目的。这样只要测得交流信号和电压V S 和V O 和,就能得到 206 Avo = Vo/V I = Vo/[R1/(R+R2) Vs]=(R1+R2)/R1?(Vo/V S ) 在讯号频率固定的条件下,增加输入信号电压幅度,使输出端获得最大无失真的波形。保持输入电压不变,增加输入电压频率,当输出电压的幅值降低到低频率值的倍,此时频率为开环带宽。 2.输入偏置电流I IB 当运算放大器的输出电压为零(或规定值)是流入两个输入端偏置电流的平均值,为输入偏置电流I IB 。设两偏置电流为I IB1和I IB2,则

场效应管放大器实验报告

实验六场效应管放大器 一、实验目的 1、了解结型场效应管的性能和特点 2、进一步熟悉放大器动态参数的测试方法 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、万用表 3、信号发生器 三、实验原理 实验电路如下图所示:

图6-1 场效应管是一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。由于场效应管栅源之间处于绝缘或反向偏置,所以输入电阻很高(一般可达上百兆欧)又由于场效应管是一种多数载流子控制器件,因此热稳定性好,抗辐射能力强,噪声系数小。加之制造工艺较简单,便于大规模集成,因此得到越来越广泛的应用。 1、结型场效应管的特性和参数 场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图6-2所示为N 沟道结 图6-2 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线 型场效应管3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线。 其直流参数主要有饱和漏极电流I DSS ,夹断电压U P 等;交流参数主要有低频跨导 常数U △U △I g DS GS D m == 表6-1列出了3DJ6F 的典型参数值及测试条件。

表6-1 2、场效应管放大器性能分析 图6-1为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点 2 P GS DSS D )U U (1I I - = 中频电压放大倍数 A V =-g m R L '=-g m R D // R L 输入电阻 R i =R G +R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D 式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得,或用公式 )U U (1U 2I g P GS P DSS m -- = 计算。但要注意,计算时U GS 要用静态工作点处之数值。 3、输入电阻的测量方法 场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法,与实验二中晶体管放大器的测量方法相同。其输入电阻的测量, S D DD g2 g1g1 S G GS R I U R R R U U U -+= -=

实验5 集成运算放大器参数测试

实验五 集成运算放大器参数测试 一、实验目的: 1.通过对集成运算放大器741参数的测试,了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2.掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理: 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件,和其它电子器件一样,其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性,通过大量的测试,为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试(“运算放大器性能参数测试仪”),也可以根据参数的定义,采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪表,对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741,其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件,其引脚定义如下: ①、⑤调零端; 图 5.1 741引脚 ②反相输入端; ③同相输入端; ④电源负极; ⑥输出端; ⑦电源正极; ⑧空脚。 以下为主要参数的测试方法: 1.输入失调电压: 理想运算放大器,当输入信号为零时其输出也为零。但在真实的集

成电路器件中,由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象(由晶体管组成的差动输入级,不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等),使得输入为零时,输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便,人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象,看成是由于外部存在一个误差电压而造成,这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”,记作U IO或V OS。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数: 式中:U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数 本次实验采用的失调电压测试电路如图5.2所示。闭合开关K1及K2, 使电阻R B短接,测量此时的输出电压U O1即为输出失调电压,则输入失调电压 图5.2 U IO,I IO测试电路 实际测出的U O1可能为正,也可能为负,高质量的运算放大器U IO一般在1mV以下。 测试中应注意: ①要求电阻R1和R2,R3和R F的阻值精确配对。 2.输入失调电流I IO 当输入信号为的零时,运放两个输入端的输入偏置电流之差称为输入失调电流,记为I IO(有的资料中使用符号I OS)。 式中:I B1,I B2分别是运算放大器两个输入端的输入偏置电流。 输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级的两个晶体管的失配度,由于I B1,I B2本身的数值已很小(μA或nA级),因此它们的差值通常不是直接测量的,测试电路如图5.2所示,测试分两步进行:1)闭合开关K1及K2,将两个R B短路。在低输入电阻下,测出输出

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

实验5-集成运算放大器参数测试

实验5-集成运算放大器参数测试

实验五集成运算放大器参数测试 一、实验目的: 1.通过对集成运算放大器741参数的测试,了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2.掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理: 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件,和其它电子器件一样,其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性,通过大量的测试,为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试(“运算放大器性能参数测试仪”),也可以根据参数的定义,采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪 36

37 表,对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741,其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件,其引脚定义如下: ①、⑤ 调零端; ② 反相输入端; ③ 同相输入端; ④ 电源负极; ⑥ 输出端; ⑦ 电源正极; ⑧ 空脚。 以下为主要参数的测试方法: 1.输入失调电压: 理想运算放大器,当输入信号为零时其输出 图 5.1 -V +V Uo 123 4 5 678UA741(顶视) . .

38 也为零。但在真实的集成电路器件中,由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象(由晶体管组成的差动输入级,不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等),使得输入为零时,输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便,人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象,看成是由于外部存在一个误差电压而造成,这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”,记作U IO 或V OS 。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数: od OO IO A U U 式中:U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数

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

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/ff7963553.html, 原文网址: https://www.wendangku.net/doc/ff7963553.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/ff7963553.html, 原文网址: https://www.wendangku.net/doc/ff7963553.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。

测量放大电路的基本要求

一,测量放大电路的基本要求与类型: 1模拟式测量电路的基本组成 增量码数字式测量电路的基本组成: 测量电路的要求: 1. 精度高:低噪声和高抗干扰能力,低漂移,高稳定性,线性与保证度好 2. 动态性能好:响应快,动态失真小 3. 高的识别和分辨能力 4. 转换灵活:信号的处理与运算量程变化,电量参数转换,模数与数模转换 5. 有合适的输入和输出阻抗 6. 可靠性高 7. 经济性好 隔离放大电路:1.抗干扰 2防止漏电,确保安全 3保护低电压测量电路 低漂移集成运算放大电路:1.输出稳定。两个放大器轮换工作,总有一个进行放大输出。优于由通用运放组成的电路 2.共模抑制能力不强 (减小运算放大器的失调和低频干扰引起的零点漂移) 高共模抑制比放大电路:(用来抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比放大电路。 )1来自传感器的信号通常伴有较大的共模电压2采用差动输入的方法可以抑制共模信号 3一般运放的共模抑制比为80db 左右,4采用若干个运放可以构成具有更高的共模抑制比的放大电路 传感器 量程切换电 路 放大器 解调器 信号分离电路 运算电路 模数转换电路 计算机 显示执行机构 振荡器 电源 电路 传 感 器 显示执行机构 计 算 机 锁 存 器 计 数 器 变换电路 脉冲当量 放 大 器 整形电路 细分电路 辨向电路 指令传感器 电路 手动采样 锁 存 指 令

高输入阻抗电路:某些传感器的输出阻抗很高,如电容式、压电式,达到108Ω。 自举式组合高输入阻抗电路:Ri=(R 1R)/(R - R 1)(当R=R1时输入阻抗无穷大) U O = - R 2/R 1(U i ) 电桥放大电路:由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路 应用场合:应用于电参量式传感器,如电感式、电阻应变式、电容式传感器等,经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号,并用运算放大器作进一步放大,或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路,输出放大了的电压信号。 特点:1.增益与桥臂电阻无关2.增益比较稳定3,电源要浮置 4.只有当δ<<1时,uo 才与δ近似呈线形关系 线形电桥放大电路: 特点:1.输出电压uo 与δ呈线形关系 2.共模抑止能力较强 3.量程大 4.灵敏度较低 四.什么是信号调制? 调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一个做为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。 解调 在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号,这一过程称为解调。 调制的功用:在测控系统中,进入测控电路的除了传感器输出的测量信号外,还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱,将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声,往往给测量信号赋予一定特征,这就是调制的主要功用。 测控系统中常用的信号调制的方法:在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数,可以对这三个参数进行调制,分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制,最常用的是对脉冲的宽度进行调制,称为脉冲调宽 u R R R R u o 3 12 3 +-=

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

功率放大器技术参数的测量

功放技术参数的测 一.常用测试仪器 信号源:GOOD WILL INSTRUMENT公司(固伟)GFG-8015G 宁波中策电子有限公司X010A 毫伏表:GOOD WILL INSTRUMENT公司(固伟)GFG-417B 宁波中策电子有限公司DF2173B 示波器:IWATSU ELECTRIC公司(日本)SS-7802A 失真仪:宁波中策电子有限公司DF4121A 二.频率响应的测量 术语:增益限制的有效频率范围 是指在振幅允许的范围内功放系统能够重放的频率范围,以及在此范围内信号的变化量,称为频率响应。 在该频率范围内,实际频响与所要求的频响的偏差不得超过规定限度。 1.将各仪器按上图所示方法连接(可不使用示波器),功放输出端接入一额定负载。 2.由函数发生器输入1KHz正弦信号,调节电位器,从毫伏表读取电压值,使功放输出为 额定输出电压。 并以此为电压参考点。

3.缓慢调节信号源上的频率旋钮,从功放规定的频率下限至频率上限,其输出电压变化范 围不得超过±3dB。 4.若连接示波器,看观测输出电压波形。 三.失真度的测量 理想的放大器应该是把输入的信号放大后,毫无改变的还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较,往往产生了不同程度的畸变,这个畸变就是失真。用百分比表示,其数值越小越好。 1.将各仪器按上图所示方法连接,功放输出端接入额定负载。 2.由函数发生器输入1KHz正弦信号,调节电位器,使功放输出为额定电压。 3.对失真仪进行相对电平(0 dB)校准。 4.测量失真度,读出并记录此测量值。 5.可使用示波器监测输出波形是否异常。 四.输入灵敏度的测量 输入灵敏度:功放在额定负载上,输出额定电压时的输入激励电压称为输入灵敏度。

运算放大器常见问题

1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么呢? (1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。 芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地 线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分 析。 (2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡, 这也是其得名的原因。 2.同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么?? (1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。 (2)防止自激。 3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果? (1)烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。 4.在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用?? (1)是为了获得正反馈和负反馈的问题,这要看具体连接。比如我把现在输入电压信号,输出电 压信号,再在输出端取出一根线连到输入段,那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电 阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。因为信 号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。 5.运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么? (1) 泄放电阻,用于防止输出电压失控。 6.为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容? (1)如果你熟悉运算放大器的内部电路的话,你会知道,不论什么运算放大器都是由几个几个晶 体管或是MOS 管组成。在没有外接元件的情况下,运算放大器就是个比较器,同相端电压高的时 候,会输出近似于正电压的电平,反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处,只有在 外接电路的时候,构成反馈形式,才会使运放有放大,翻转等功能…… 7.运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果? (1)同相反相端不平衡,输入为0 时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小) 一个固定的数。 (2)输入偏置电流引起的误差不能被消除。 8.理想集成运算放大器的放大倍数是多少输入阻抗是多少其同相输入端和反相输入端之间的电 压是多少? (1) 放大倍数是无穷大,输入阻抗是无穷小,同向输入和反向输入之间电压几乎相同(不是0

放大器参数说明

放大器参数说明 工作频率范围(F): 指放大器满足各级指标的工作频率范围。放大器实际的工作频率范 围可能会大于定义的工作频率范围。 功率增益(G): 指放大器输出功率和输入功率的比值,单位常用“dB”。 增益平坦度(ΔG): 指在一定温度下,在整个工作频率范围内,放大器增益变化的范围。 增益平坦度由下式表示(见图1): 图1 ΔG=±(Gmax-Gmin)/2dB ΔG:增益平坦度 G max:增益——频率扫频曲线的幅度最大值 三阶截点(IP3): 测量放大器的非线性特性,最简单的方法是测量1dB压缩点 功率电平P1dB。另一个颇为流行的方法是利用两个相距5到 10MHz的邻近信号,当频率为f1和f2的这两个信号加到一个 放大器时,该放大器的输出不仅包含了这两个信号,而且也 包含了频率为mf1+nf2的互调分量(IM),这里,称m+n为互 调分量的阶数。在中等饱和电平时,通常起支配作用的是最 接近基音频率的三阶分量(见图4)。 因为三阶项直到畸变十分严重的点都起着支配作用,所以常 用三阶截点(IP3)来表征互调畸变(见图3)。三阶截点是 描述放大器线性程度的一个重要指标。三阶截点功率的典型 值比P1dB高10-12dB。IP3可以通过测量IM3得到,计算公式为: IP3=P SCL+IM3/2;

G min:增益——频率扫频曲线的幅度最小值 噪声系数(NF): 噪声系数是指输入端信噪比与放大器输出端信噪比的比值,单位常用“dB”。 噪声系数由下式表示:NF=10lg(输入端信噪比/输出端信噪比) 在放大器的噪声系数比较低(例如NF<1)的情况下,通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。 噪声系数与噪声温度的关系为:T=(NF-1)T0 或 NF=T/T0+1 T0-绝对温度(290K) 噪声系数与噪声温度的换算表(见图2) 1分贝压缩点输出功率(P1dB): 放大器有一个线性动态范围,在这个范围内,放大器的输出功率随输入功率线性增加。这种放大器称之为线性放大器,这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大,放大器进入非线性区,其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加,也就是说,其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点,用P1dB表示。(见图3)P SCL——单载波功率; 如三阶互调点已知,则基波与三阶互调抑制比与三阶互调点的杂散电平可由下式估计: 基波与三阶互调抑制比=2[IP3-(P IN+G)] 三阶互调杂散电平=3(P IN+G)-2IP3 输入/输出驻波比(VSWR): 微波放大器通常设计或用于50Ω阻抗的微波系统中,输入/ 输出驻波表示放大器输入端阻抗和输出端阻抗与系统要求阻抗(50Ω)的匹配程度。 用下式表示: VSWR = (1+|Γ|)/(1-|Γ|); 其中Γ= (Z-Z0)/(Z+Z0) VSWR:输入输电压出驻波比 Γ:反射系数 Z:放大器输入或输出端的实际阻抗 Z O:需要的系统阻抗 工作电压/电流: 指放大器工作时需要供给的电源电压和放大器工作时要求供给的电流值。 放大器增益窗的定义: 在本产品手册中,放大器的增益定义采用增益窗的定义方法(不含窄带功率放大器)。增益窗的定义方法是根据放大器允许的最大增益(Gmax),放大器允许的最小增益(Gmin),

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