2022年如何选择运算放大器 .pdf
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1、沈阳单片机开发网帮您精确掌握电子器件的使用细节 如何选择运算放大器 主要从以下几方面考虑:z偏置电压和输入偏置电流 z注意电源的影响 z音频和视频应用中的噪声/相位误差 z注意避免一些常见的错误 zSpice 辅助设计 要选择一个好的运算放大器,首先须了解设计对放大器的要求。知道在参数表中要查找什么,了解运算放大器的制造工艺也有助于选择适合设计要求的最佳运算放大器。假设有一种完美的放大器,适用于任何电路设计。这种完美的运算放大器具有无限大的开环增益和带宽,其偏置电压、输入偏置电流、输入噪声和电源电流都为零,它能够在任意电源电压下工作。既然它是真正完美的,那也应该是免费的。但这种完美的运算放大器
2、实际上根本不存在,也不可能存在。因为在不同的应用中有许多不同的重要参数,还因为不可能使这些参数都同时都达到最佳。于是销售商就提供了各种各样的运算放大器,每种都有各自不同的性能、特点和价格。所以运算放大器可以根据速度、噪声(电压噪声、电流噪声或两者)、输入失调电 压和漂移、偏置电流和漂移及共模电压范围进行选择。与电源有关的其它选择因素还包括:输出功率、功耗、工作电压、环境温度范围和封装形式。不同的电路结构和制造工艺可对不 同的性能参数进行优化。了解放大器的最重要的参数,就能够找到最合适的运算放大器。z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
3、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 200V 和输入电压噪声低于 nV/Hz。随温度变化的偏置电压漂移要求小于1V/。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。光接收机中的放大器就必须具有低偏置电压和低输入偏置电流。图所示为一种典型的结构。光电二极管的泄漏电流小于nA,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。在所有放大器中
4、,斩波放大器提供了最低的偏置电压和最低的随温度变化的偏置电压漂移。许多重量计量设备对增益的要求高,需要配置高质量的精密放大器,此时斩波放大器是一种很好的选择。z注意电源的影响 便携式系统中的放大器要求在很低的电源电压下工作,且电源电流应很小以尽量延长电池寿命。这些放大器一般还须有良好的输出驱动能力和高开环增益。尽管许多放大器的广告号称消耗很小的电流,但在选用时仍应小心。一定要认真阅读参数表以留心低电压下工作可能引起的性能问题。有些低功耗运算放大器,当输出电压改变时其电源电流具有较宽的变化范围。在低电源电压下,输出电流驱动能力也可能显著下降。可查阅参数表以确定在特定的电源电压下所能达到的输出电流
5、驱动能力。1名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 3 页 -沈阳单片机开发网帮您精确掌握电子器件的使用细节 另一种选择是使用具有“关闭”特性的放大器。虽然这种放大器具有较高的电源电流,但当不工作时能被关闭从而进入超低电流状态。较高的电源电流可使放大器具有较快的速度和很大的输出驱动能力。z音频和视频应用中的噪声/相位误差 在音频应用中,运算放大器主要有两个作用:麦克风放大、耳机或扬声器输出。这种音频 I/O 组合在大多数蜂窝电话、计算机、电视和家庭立体声设备中应用普遍。对麦克风放大器的噪声要求很高,这是因为放大器能提供20dB 到 40dB 的增益,它既能放大麦克风的信号
6、,也能放大任何来自运放的噪声。耳机和扬声器放大器必须能输出大电流,因为大多数耳机的阻抗在100 欧姆或更小,大多数扬声器的阻抗是8 欧姆。近年来半导体技术的发展导致了快速放大器的出现。这些新的放大器使得设计者可以用高速运放代替分立电路。视频应用电路即是一个很好的例子。许多视频应用要求增益特性的相位误差最小。相位误差可导致色彩偏离和视觉失真。高速放大器在保持低相位误差的同时,仍能获得所要求的增益。大多数高速运算放大器的参数表都给出了相位误差,应该把各种运算放大器的相位误差做一个比较。电流反馈放大器是现有的速度最高的放大器之一。由于这种放大器与电压反馈放大器的工作方式不同,务必阅读参数表中的应用说
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