运算放大器参数说明及选型指南
2010-08-19 16:29:55| 分类：模拟电路设计| 标签：运算放大器参数选型|字号订阅一。运算放大器的专业术语
1 bandwidth 带宽: 电压增益变成低频时1/（
2 )的频率值
2 共模抑制比：common mode rejection ratio
3 谐波失真：harmonic distortion 谐波电压的均方根值的和/基波电压均方根值
4 输入偏置电流：input bias current 两输入端电流的平均值
5 输入电压范围：input voltage range共模电压输入范围运放正常工作时输入端上的电压；
6 输入阻抗:input impendence Rs Rl指定时输入电压与输入电流的比值
7 输入失调电流input offset current 运放输出0时，流入两输入端电流的差值；
8 输入失调电压input offset voltage 为了让输出为0，通过两个等值电阻加到两输入端的电压值
9 输入电阻：input resistance:任意输入端接地，输入电压的变化值/输入电流的变化值
10 大信号电压增益：large-signal voltage gain 输出电压摆幅/输入电压
11 输出阻抗：output impendence Rs Rl指定时输出电压与输出电流的比值
12 输出电阻：output resistance 输出电压为0，从输出端看进去的小信号电阻
13 输出电压摆幅：output voltage swing 运放输出端能正常输入的电压峰值；
14 失调电压温漂offset voltage temperature drift
15 供电电源抑制比：power supply rejection 输入失调电流的变化值/电源的变化值
16 建立时间settling time 从开始输入到输出达到稳定的时间；
17 摆率：slew rate输入端加上一个大幅值的阶跃信号的时候输出端电压的变化率
18 电源电流supply current
19 瞬态响应transient response 小信号阶跃响应
20 单位增益带宽unity gain bandwirth 开环增益为1时的频率值
21 电压增益voltage gain 指rs rl固定时输出电压/输入电压
二。运放各参数具体含义
1、输入失调电压（Input Offset Voltage）VOS
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。
2、输入失调电压的温漂（Input Offset Voltage Drift），又叫温度系数TC VOS 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/℃。
3、输入偏置电流（Input Bias Current）IBIAS
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。
4、输入失调电流（Input Offset Current）IOS
是运放两输入端输入偏置电流之差的绝对值。
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。
5、输入电阻Rin
运放两输入端间的差动输入电阻。
该值由微小交流信号定义，实际影响很小，可忽略不计。而运放输入端的共模输入电阻是Rin的10－1000倍，也可忽略不计。
6、电压增益AV
也称差动电压增益。理想运放的AV为无限大，实际运放一般也约数百dB。
差模开环直流电压增益：差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时，运放输出电压与差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大，大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在80~120dB之间。实际运放的差模开环电压增益是频率的函数，为了便于比较，一般采用差模开环直流电压增益。
7、最大输出电压VOM
饱和前的输出电压称为最大输出电压，理想运放可达到满幅度（rail to rail）输出。
8、共模输入电压范围CMVR（Input Common-Mode Voltage Range）VICM
表示运放两输入端与地间能加的共模电压的范围。VICM等于正、负电源电压时为理想特性，满幅度输出运放接近这种特性。
9、共模信号抑制比（Common Mode Rejection Ratio）CMRR
在运放两输入端与地间加相同信号时，输入、输出间的增益称为共模电压增益AVC，则CMRR定义为：
CMRR = AV/AVC
共模抑制比：共模抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放差模增益与共模增益的比值。共模抑制比是一个极为重要的指标，它能够抑制差模输入==模干扰信号。由于共模抑制比很大，大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的共模抑制比在80~120dB之间。
10、电源电压抑制比（Supply Voltage Rejection Ratio）SVRR
正、负电源电压变化时，该变化量出现在运放的输出中，并将其换算为运放输入的值。若电源变化ΔVs时等效输入换算电压为ΔVin，则SVRR定义为：
SVRR = ΔVs/ΔVin
电源电压抑制比：电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放输入失调电压随电源电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。目前电源电压抑制比只能做到80dB左右。所以用作直流信号处理或是小信号处理模拟放大时，运放的电源需要作认真细致的处理。当然，共模抑制比高的运放，能够补偿一部分电源电压抑制比，另外在使用双电源供电时，正负电源的电源电压抑制比可能不相同。
11、消耗电流ICC
该电流是指运放电源端流通的电流，它随外加电路及电源电压而有所变化。
12、转换速率（Slew Rate）SR
表示运放能跟踪输入信号变化快慢的程度，单位是V/us。
转换速率（也称为压摆率）SR：运放转换速率定义为，运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间，运放的输入级处于开关状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标，对于一般运放转换速率SR<=10V/μs，高速运放的转换速率SR>10V/μs。目前的高速运放最高转换速率SR达到6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。
13、增益带宽乘积（Gain Bandwidth Product）GB
表示运放电压增益-频率特性的参数，单位是MHz。
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以后，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。
三。运算放大器的选型
由于运算放大器芯片型号众多，即使按照上述办法分类，种类也不少，细分就更多了，这对于初学者就难免犯晕。本节力求通过几个实际电路的分析，明确运算放大器的对信号放大的影响，最后总结如何选择运放。
CA3140的主要指标为：
项目单位参数
输入失调电压μV 5000
输入失调电压温度漂移μV/℃8
输入失调电流pA 0.5
输入失调电流温度漂移pA/℃0.005
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 5000
输入失调电流造成的误差μV 0.0045
合计本项误差为μV 5000
输入信号200mV时的相对误差%2.5
输入信号100mV时的相对误差%5
输入信号25mV时的相对误差%20
输入信号10mV时的相对误差%50
输入信号1mV时的相对误差%500
初步结论是：高阻运放的输入失调电流很小，它造成的误差远远不及输入失调电压造成的误差，可以忽略；而输入失调电压造成的误差仍然不小，但是可以在工作范围的中心温度处通过调零消除。
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 200
输入失调电流温漂造成的误差μV 0.001
合计本项误差为μV 200
输入信号200mV时的相对误差% 0.1
输入信号100mV时的相对误差% 0.2
输入信号25mV时的相对误差% 0.8
输入信号10mV时的相对误差% 2
输入信号1mV时的相对误差% 20
初步结论是：高阻运放的输入失调电流温漂很小，它造成的误差远远不及输入失调电压温漂造成的误差，可以
忽略；在使用高阻运放时，由于失调电压温度系数较大，造成的影响较大，使得它不适合放大100mV以下直流信号。若以上两项误差合计将更大。由于高阻运放的输入失调电流只有通用运放的千分之一，因此若其它条件不变，仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，几乎不会造成可明显察觉的误差。
HA5159的主要指标为：
项目单位参数
输入失调电压μV 10000
输入失调电压温度漂移μV/℃20
输入失调电流nA 6
输入失调电流温度漂移pA/℃60
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 10000
输入失调电流造成的误差μV 54.5
合计本项误差为μV 10054
输入信号200mV时的相对误差% 5.0
输入信号100mV时的相对误差% 10.1
输入信号25mV时的相对误差% 40.2
输入信号10mV时的相对误差% 100.5
输入信号1mV时的相对误差% 1005
初步结论是：输入失调电压和输入失调电流造成的误差较大，但是可以在工作范围的中心温度处通过调零消除。其中输入失调电压造成的误差远远超过输入失调电流造成的误差。
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 500
输入失调电流温漂造成的误差μV 13.6
合计本项误差为μV 513
输入信号200mV时的相对误差% 0.3
输入信号100mV时的相对误差% 0.51
输入信号25mV时的相对误差% 2.05
输入信号10mV时的相对误差% 5.14
输入信号1mV时的相对误差% 51.4
初步结论是：在使用高速运放时，由于失调电压温度系数较大，造成的影响较大，使得它不适合放大100mV 以下直流信号。若以上两项误差合计将更大。
若其它条件不变，仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，造成误差如下：
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 10000
输入失调电流造成的误差μV 109
合计本项误差为μV 10109
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 500
输入失调电流温漂造成的误差μV 27.3
合计本项误差为μV 527
初步结论：仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，运放的输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差不变，而输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差随之增加了一倍。所以，对于高阻信号源或是运放外围的电阻较高时，输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差会很快增加，甚至有可能超过输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差，所以这时需要考虑采用高阻运放或是低失调运放。
低功耗运放LF441的主要指标为：
项目单位参数
输入失调电压μV 7500
输入失调电压温度漂移μV/℃10
输入失调电流nA 1.5
输入失调电流温度漂移pA/℃15
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 7500
输入失调电流造成的误差μV 13.6
合计本项误差为μV 7513
输入信号200mV时的相对误差% 3.8
输入信号100mV时的相对误差% 7.5
输入信号25mV时的相对误差% 30.1
输入信号10mV时的相对误差% 75.1
输入信号1mV时的相对误差% 751
初步结论是：输入失调电压和输入失调电流造成的误差较大，但是可以在工作范围的中心温度处通过调零消除。其中输入失调电压造成的误差远远超过输入失调电流造成的误差。
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 250
输入失调电流温漂造成的误差μV 3.4
合计本项误差为μV 253
输入信号200mV时的相对误差% 0.1
输入信号100mV时的相对误差% 0.25
输入信号25mV时的相对误差% 1.01
输入信号10mV时的相对误差% 2.53
输入信号1mV时的相对误差% 25.3
初步结论是：在使用高速运放时，由于失调电压温度系数较大，造成的影响较大，使得它不适合放大100mV 以下直流信号。若以上两项误差合计将更大。
若其它条件不变，仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，造成误差如下：
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 7500
输入失调电流造成的误差μV 27.3
合计本项误差为μV 7527
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 250
输入失调电流温漂造成的误差μV 6.8
合计本项误差为μV 257
初步结论：仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，运放的输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差不变，而输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差随之增加了一倍。所以，对于高阻信号源或是运放外围的电阻较高时，输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差会很快增加，甚至有可能超过输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差，所以这时需要考虑采用高阻运放或是低失调运放。
精密运放OP07D的主要指标为：
项目单位参数
输入失调电压μV 85
输入失调电压温度漂移μV/℃0.7
输入失调电流nA 1.6
输入失调电流温度漂移pA/℃12
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 85
输入失调电流造成的误差μV 14.5
合计本项误差为μV 99.5
输入信号200mV时的相对误差% 0.05
输入信号100mV时的相对误差% 0.1
输入信号25mV时的相对误差% 0.4
输入信号10mV时的相对误差% 1.0
输入信号1mV时的相对误差% 10
初步结论是：精密运放输入失调电压和输入失调电流造成的误差不太大，而且可以在工作范围的中心温度处通过调零消除。其中输入失调电压造成的误差大于输入失调电流造成的误差。
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 17.5
输入失调电流温漂造成的误差μV 2.7
合计本项误差为μV 20.2
输入信号200mV时的相对误差% 0.01
输入信号100mV时的相对误差% 0.02
输入信号25mV时的相对误差% 0.08
输入信号10mV时的相对误差% 0.2
输入信号1mV时的相对误差% 2.0
初步结论是：在使用精密运放时，由于失调电压温度系数不大，造成的影响不大，使得它能够放大10mV以上的直流信号。
若其它条件不变，仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，造成误差如下：
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 85
输入失调电流造成的误差μV 29.1
合计本项误差为μV 114.1
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 17.5
输入失调电流温漂造成的误差μV 5.5
合计本项误差为μV 23
初步结论：仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，运放的输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差不变，而输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差随之增加了一倍。所以，对于高阻信号源或是运放外围的电阻较高时，输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差会很快增加，甚至有可能超过输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差，所以这时需要考虑采用增加运放输入电阻或是降低运放输入失调电流。
高精度运放ICL7650的主要指标为：
项目单位参数
输入失调电压μV 0.7
输入失调电压温度漂移μV/℃0.02
输入失调电流nA 0.02
输入失调电流温度漂移pA/℃0.2
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 0.7
输入失调电流造成的误差μV 0.2
合计本项误差为μV 0.9
输入信号200mV时的相对误差% 0.0004
输入信号100mV时的相对误差% 0.0009
输入信号25mV时的相对误差% 0.0035
输入信号10mV时的相对误差% 0.0088
输入信号1mV时的相对误差% 0.088
初步结论是：高精密运放输入失调电压和输入失调电流造成的误差很小可以不调零。其中输入失调电压造成的误差大于输入失调电流造成的误差。
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 0.5
输入失调电流温漂造成的误差μV 0.05
合计本项误差为μV 0.55
输入信号200mV时的相对误差% 0.0003
输入信号100mV时的相对误差% 0.0005
输入信号25mV时的相对误差% 0.0022
输入信号10mV时的相对误差% 0.0055
输入信号1mV时的相对误差% 0.055
初步结论是：在使用高精密运放时，由于失调电压温度系数很小，几乎没有造成影响，使得它能够放大1mV 以以下的直流信号。
若其它条件不变，仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，造成误差如下：
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 0.7
输入失调电流造成的误差μV 0.4
合计本项误差为μV 1.1
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 0.5
输入失调电流温漂造成的误差μV 0.09
合计本项误差为μV 0.59
初步结论：仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，运放的输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差不变，而输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差随之增加了一倍，对于高阻信号源或是运放外围的电阻较高时，输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差会很快增加，甚至有可能超过输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差。由于这些误差太小，不调零时的总误差不过2μV，所以忽略。
3．1 例一，运算放大器的对直流小信号放大的影响
这里的直流小信号指的是信号幅度低于200mV的直流信号。
为了便于介绍，这里采用标准差分电路。这里假定同相输入端的输入电阻为R1，同相输入端的接地电阻为R3，反相输入端的输入电阻为R2，反相输入端的反馈电阻为R4。运放采用双电源供电。假定R1=R2=10k欧姆，R1=R2=100k 欧姆，这样放大电路的输入电阻=10k欧姆，运放的同相端和反相端的等效输入电阻=10k欧姆并联100k欧姆≈9.09 k 欧姆，输入增益Av=10。
这里假定工作温度范围是0~50℃，所以假定调零温度为25℃，这样实际有效变化范围只有25℃，可以减小一半的变化范围。
还假定输入信号来自于一个无内阻的信号源，为了突出运放的影响，这里暂时不考虑线路噪声、电阻噪声和电源变动等的影响。
这里选用通用运放LM324、高阻运放CA3140、高速运放HA5159、低功耗运放LF441、精密运放OP07D、高精度运放ICL7650等6种运放来比较运算放大器的对直流小信号放大的影响。由于不同厂家的同种运放的指标不尽相同，这里运放的指标来自于中南工业大学出版社出版的《世界最新集成运算放大器互换手册》，所选的集成运算放大器指标如下：
LM324的主要指标为：
项目单位参数
输入失调电压μV 9000
输入失调电压温度漂移μV/℃7
输入失调电流nA 7
输入失调电流温度漂移pA/℃10
这样可以计算出，在25℃的温度下的失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 9000
输入失调电流造成的误差μV 63.6
合计本项误差为μV 9063
输入信号200mV时的相对误差%4.5
输入信号100mV时的相对误差%9.1
输入信号25mV时的相对误差%36.3
输入信号10mV时的相对误差%90.6
输入信号1mV时的相对误差%906
初步结论是：输入失调电压和输入失调电流造成的误差较大，但是可以在工作范围的中心温度处通过调零消除。其中输入失调电压造成的误差远远超过输入失调电流造成的误差。
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 175
输入失调电流温漂造成的误差μV 2.3
合计本项误差为μV 177.3
输入信号200mV时的相对误差%0.09
输入信号100mV时的相对误差%0.18
输入信号25mV时的相对误差%0.71
输入信号10mV时的相对误差%1.77
输入信号1mV时的相对误差%17.7
初步结论是：在使用LM324时，由于输入失调电压温度系数较大，造成的影响较大，使得它不适合放大100mV 以下直流信号。若以上两项误差合计将更大。
若其它条件不变，仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，造成误差如下：
这样可以计算出，在25℃的温度下的输入失调误差造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压造成的误差μV 9000
输入失调电流造成的误差μV 127.3
合计本项误差为μV 9127
这样可以计算出，0~25℃的温度漂移造成的影响如下：
项目单位参数
输入失调电压温漂造成的误差μV 175
输入失调电流温漂造成的误差μV 4.5
合计本项误差为μV 179.5
初步结论：仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，运放的输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差不变，而输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差随之增加了一倍。所以，对于高阻信号源或是运放外围的电阻较高时，输入失调电流和输入失调电流温漂造成的误差会很快增加，甚至有可能超过输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差，所以这时需要考虑采用高阻运放或是低失调运放
3．1 例二，运算放大器的外部电路对直流小信号放大的影响
这里的电路条件与例一相同。
本例主要讨论共模抑制比、电源变动抑制、外部电阻不对称等的影响。
这里仍然选用精密运放OP07D。由于不同厂家的同种运放的指标不尽相同，这里运放的指标来自于中南工业大学出版社出版的《世界最新集成运算放大器互换手册》，所选的集成运算放大器指标如下：
OP07D的主要指标为：
项目单位参数
电源变动抑制μV/V 10
输入偏置电流nA 3
共模抑制比db 106
由电源变动抑制=10μV/V可以得知，在其它条件不变的情况下，电源电压变化幅度达到1V时造成输入失调电压增加10μV。可见，在低于10mV的微信号的放大中，对精度至少会造成0.1%的影响。共模抑制比由106db换算为2×105。在其它条件不变的情况下，输入信号==模电压幅度达到1V时造成输入电压增加5μV。可见，在低于10mV的微信号的放大中，对精度至少会造成0.05%的影响。
这里假定同相输入端的输入电阻为R1，同相输入端的接地电阻为R3，反相输入端的输入电阻为R2，反相输入端
ADI 公司开发创新能源解决方案已逾十年。我们的高性能放大器产品组合在促进变电站设备中的电能质量监控方面起着重要作用，而且随着再生能源系统的最新发展，它们也有助于实现突破性的解决方案。 能源应用放大器 欲了解有关能源应用的更多信息，请访问：https://www.doczj.com/doc/ac2863378.html,/zh/energy 典型太阳能电池系统图 典型变电站自动化系统图
过程控制和工业自动化应用放大器 40多年来，工业过程控制系统设计者与ADI公司密切合作，以定义、开发、实施针对各种应用进行优化的完整信号链解决方案。我们提供基于业界领先技术和系统性专业技术的精密控制与监测解决方案，使过程控制同时具备可靠性与创新性。 欲了解有关过程控制和工业自动化应用的更多信息，请访问：https://www.doczj.com/doc/ac2863378.html,/zh/processcontrol
仪器仪表和测量应用放大器 ADI公司提供高性能模拟解决方案，用来检测、测量、控制各种传感器。我们的技术支持广泛的创新设备鉴别、测量液体、粉末、固体和气体。领先的放大器产品可帮助客户优化定性和定量仪器的性能。 网络分析仪框图 电子秤框图 欲了解有关仪器仪表和测量应用的更多信息，请访问：https://www.doczj.com/doc/ac2863378.html,/zh/instrumentation
电机和电源控制应用放大器 针对电机和电源控制解决方案，ADI公司提供齐全的产品系列以优化系统级和应用导向设计。ADI公司的放大器产品在电流检测和电压检测应用中具有许多优势。 欲了解有关电机和电源控制应用的更多信息，请访问：https://www.doczj.com/doc/ac2863378.html,/zh/motorcontorl
健器械的未来。 脉搏血氧仪功能框图
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。 (原文件名:1.jpg)
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
运算放大器参数详解 技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号：大中小订阅 运算放大器（常简称为“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”，此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。 历史 直流放大电路在工业技术领域中，特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。如在一些自动控制系统中，首先要把被控制的非电量（如温度、转速、压力、流量、照度等）用传感器转换为电信号，再与给定量比较，得到一个微弱的偏差信号。因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构，所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度，再去推动执行机构或送到仪表中去显示，从而达到自动控制和测量的目的。因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号，分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放大。能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除比例微分积分等）单元，是模拟电子计算机的基本组成部件，由真空电子管组成。目前所用的运算放大器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路，集成在一块微小的硅片上。 第一块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的μA741，在60年代后期广泛流行。直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。 原理 运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：
习题答案 5.1 在题图5.1所示的电路中，已知晶体管V 1、V 2的特性相同，V U on BE 7.0,20)(==β。求 1CQ I 、1CEQ U 、2CQ I 和2CEQ U 。 解：由图5.1可知： BQ CQ BQ )on (BE CC I I R R I U U 213 1 1+=--即 11CQ11.01.4 2.7k 20I -7V .0-V 10CQ CQ I I k +=Ω Ω ? 由上式可解得1CQ I mA 2≈ 2CQ I mA I CQ 21== 而 1CEQ U =0.98V 4.1V 0.2)(2-V 1031=?+=+-R )I I (U BQ CQ CC 2CEQ U =5V 2.5V 2-V 1042=?=-R I U CQ CC 5.2 电路如题图5.2所示，试求各支路电流值。设各晶体管701.U ,)on (BE =>>βV 。 U CC (10V) V 1 R 3 题图5.1
解：图5.2是具有基极补偿的多电流源电路。先求参考电流R I ， ()815 17 0266..I R =+?---=（mA ） 则 8.15==R I I （mA ） 9.0105 3== R I I （mA ） 5.425 4==R I I （mA ） 5.3 差放电路如题图5.3所示。设各管特性一致，V U on BE 7.0)(=。试问当R 为何值时，可满足图中所要求的电流关系？ 解： 53010 7 0643..I I C C =-==（mA ） 则 I 56V 题图 5.2 R U o 题图5.3
2702 1 476521.I I I I I I C C C C C C == ==== mA 即 2707 065.R .I C =-= （mA ） 所以 61927 07 06...R =-= （k Ω） 5.4 对称差动放大电路如题图5.1所示。已知晶体管1T 和2T 的50=β，并设 U BE (on )=0.7V,r bb ’=0,r ce =。 (1)求V 1和V 2的静态集电极电流I CQ 、U CQ 和晶体管的输入电阻r b’e 。 (2)求双端输出时的差模电压增益A ud ，差模输入电阻R id 和差模输出电阻R od 。 (3)若R L 接V 2集电极的一端改接地时，求差模电压增益A ud (单),共模电压增益A uc 和共模抑制比K CMR ,任一输入端输入的共模输入电阻R ic ,任一输出端呈现的共模输出电阻R oc 。 (4) 确定电路最大输入共模电压围。 解:(1)因为电路对称，所以 mA ...R R .U I I I B E EE EE Q C Q C 52050 21527 062270221=+?-=+?-== = + V 1 V 2 + U CC u i1 u i2R C 5.1k ΩR L U o 5.1kΩ R C 5.1k Ω R E 5.1k Ω -6V R B 2k Ω 题图5.1 R B 2k Ω + － R L /2 + 2U od /2 + U id /2 R C R B V 1 (b) + U ic R C R B V 1 (c) 2R EE + U
第五章 含有运算放大器的电阻电路 ◆ 重点： 1、运放的传输特性 2、比例器、加法器、减法器、跟随器等运算电路 3、含理想运放的运算电路的分析计算 ◆ 难点： 熟练计算含理想运放的电路 5.1 运放的电路模型 5.1.1 运放的符号 运放是具有高放大倍数的直接耦合放大电路组成的半导体多端实际元件。而在本章中，所讲到“运放”，是指实际运放的电路模型——一种四端元件。其符号为 + u- _ o + _ 图5-1 运放的符号 在新国标中，运放及理想运放的符号分别为 图5-2 运放的新国标符号 5.1.2 运放的简介 一、同相与反相输入端 运放符号中的“+”、“-”表示运放的同相输入端和反相输入端，即当输入电压加在同相输入端和公共端之间时，输出电压和输入电压两者的实际方向相对于公共端来说相同；反之，当输入电压加在反相输入端和公共端之间时，输出电压和输入电压两者的实际方向相对于公共端来说相反。其意义并不是电压的参考方向。 二、公共端 在运放中，公共端往往取定为接地端——电位为零，实际中，电子线路中的接地端常常取多条支路的汇合点、仪器的底座或机壳等，输入电压、输出电压都以之为参考点。有时，电路中并不画出该接地端，但计算时要注意它始终存在。
5.1.3 运放的输入输出关系 一、运放输入输出关系曲线 在运放的输入端分别同时加上输入电压+ u 和- u （即差动输入电压为d u ）时，则其输 出电压u o 为 d u u o u A u u A u =-=-+)( d 图5-3 运放输入输出关系曲线 实际上，运放是一种单向器件，即输出电压受输入电压的控制，而输入电压并不受输出电压的控制。由其输入输出关系可以看出，运放的线性放大部分很窄，当输入电压很小时，运放的工作状态就已经进入了饱和区，输出值开始保持不变。 二、运放的模型 a u - u o u 图5-4 运放的电路模型 由运放的这一模型，我们可以通过将运放等效为一个含有受控源的电路，从而进行分析计算。 例：参见书中P140所示的反相比例器。（学生自学） 5.1.4 有关的说明 在电子技术中，运放可以用于 1．信号的运算——如比例、加法、减法、积分、微分等 2．信号的处理——如有源滤波、采样保持、电压比较等 3．波形的产生——矩形波、锯齿波、三角波等 4．信号的测量——主要用于测量信号的放大 5.2 具理想运放的电路分析 5.2.1 含理想运放的电路分析基础 所谓“理想运放”，是指图中模型的电阻R in 、R 0为零，A 为无穷大的情况。由此我们可以得出含有理想运放的电路的分析方法。根据输入输出特性，我们可以得出含有理想运放器件的电路的分析原则：
教案 课程: 电路分析基础 内容: 第五章含有运算放大器的电阻电路 课时:3学时 教师：刘岚
教学环节教学过程 复习 引入新课 讲述新课简单回顾上次课的知识点。 在第一章中我们已经学习了电阻、独立电源和受控电源这几种常见的电路元件。在这一章我们将学习一种新的电路器件。 运算放大器是电路中一种重要的多端器件，它的应用十分广泛。在这一章，我们将学习运算放大器的电路模型，运算放大器在理想化条件下的外部特性，含有理想运算放大器的电路的分析，以及一些含有运放的典型电路。 多媒体课件展示： 第五章含有运算放大器的电阻电路 一、设置悬念、激发探究 放大器是电子设备中的基本部件，在日常生活中经常看到它的应用。例如：扩音机、收音机、音响、电视机、MP3等电子产品中都有放大器。它们都能够将收到的小信号转换成人们可以听到或看到的大信号。 我们将要学习的运算放大器主要用于实现对信号的加法、减法、积分、微分等运算。在信号处理、测量及波形产生方面也获得广泛应用。 二、运算放大器的电路模型 多媒体课件展示：5.1 运算放大器的电路模型运放是一种集成电路。一般放大器的作用是把输入电压放大一定倍数后再输送出去，其输出电压与输入电压的比值称为电压放大倍数或电压增益。运放是一种高增益、高输入电阻、低输出电阻的放大器。
运放的电路模型与外部特性：多媒体课件展示。 注意点： 1. 掌握运算放大器各个端子的名称，端子电压表示方法：反相输入端-u ，同相输入端+u ，输出端o u ，这些电压都是对地的参考电 压。 2. 掌握运算放大器的电压关系：如果在运放的输入端同时加输入电压-u 和+u ，则有：d o Au u u u =-=-+)(A ，A 为运放的电压放 大倍数，d u 称为差分输入电压。 3. 掌握运放工作的三个区域：线性工作区、正向饱和区与反向饱和区。 4. 掌握运算放大器理想化的条件： （1） 输入电阻∞→i R ，则有i +=0 , i -=0。 即从输入端看进去，元件相当于开路(虚断路)。 （2） 输出电阻0R →o 。 （3）运算放大器开环放大倍数∞→A ，则由于o u 为有限值，则d u =0 ,即+u =-u ，两个输入端之间相当于短路(虚短路)。 多媒体课件展示：5.2 含运算放大器的电路分析 对含有理想运放的电路，应合理运用理想运放“虚短”和“虚断”两条规则，并结合节点电压法进行求解。 需要注意的是，在对理想运放输入端列写KCL 方程时，由于理想运放输入电流为零，故可将其视为“开路”；由于运放输出端的电流事先无法确定，故不宜对该节点列写KCL 方程。 含有运放的电阻电路分析：多媒体课件展示（例题）。
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
《集成运算放大器》试题 时间：60分钟总分：分班级：班命题人： 一、判断题 1.按反馈的信号极性分类，反馈可分为正反馈和负反馈。（正确） 2.负反馈使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差增大，使系统振荡。（错误） 3.若反馈信号与输入信号极性相同或变化方向同相，则两种信号混合的结果将使放大器的净输入信号大于输出信号，这种反馈叫正反馈。正反馈主要用于信号产生电路。（正确） 4.正反馈使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。（正确） 5.反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反，则叠加的结果将使净输入信号减弱，这种反馈叫负反馈。（正确） 6.放大电路通常采用负反馈技术。（正确） 7.负反馈的取样一般采用电流取样或电压取样。（正确） 8.反馈按取样方式的不同，分为电阻反馈和电流反馈。（错误） 9.负反馈有其独特的优点，在实际放大器中得到了广泛的应用，它改变了放大器的性能。采用负反馈使得放大器的闭环增益趋于稳定。（正确） 10.正反馈使得放大器的闭环增益趋于稳定。（错误） 11.线性运算电路中一般均引入负反馈。（正确） 12.在运算电路中，同相输入端和反相输入端均为“虚地”。（错误） 13.使净输入量减小的反馈是负反馈，否则为正反馈。（正确） 14.集成运放处于开环状态，这时集成运放工作在非线性区。（正确） 15.运算电路中一般引入正反馈。（错误） 16.集成运放只能够放大直流信号，不能放大交流信号。（错误） 17.集成运放在实际运用中一般要引入深度负反馈。（正确） 18.集成运算放大电路是一种阻容耦合的多级放大电路。（错误） 19.集成运放的“虚断”是指运放的同相输入端和反相输入端的电流趋于零，好像断路一样，但却不是真正的断路。（正确） 20.若放大电路的放大倍数为负值，则引入的反馈一定是负反馈。（错误） 21.电压负反馈稳定输出电压，电流负反馈稳定输出电流。（正确） 22.只要在放大电路中引入反馈，就一定能使其性能得到改善。（错误） 23.反相比例运算电路中集成运放反相输入端为“虚地”。（正确） 24.集成运算放大电路产生零点漂移的主要原因是晶体管参数受温度的影响。（正确） 25.实际集成运算放大电路的开环电压增益非常大，可以近似认为A=∞。（正确）26.实际集成运算放大电路的开环电压增益非常小，可以近似认为A=0。（错误） 27.“虚短”和“虚断”是分析集成运放工作在线性区的两条重要依据。（正确） 28.负反馈可以大大减少放大器在稳定状态下所产生的失真。（正确） 29.理想的差动放大电路，即能放大差模信号，也能放大共模信号。（错误） 30.由集成运放和外接电阻、电容构成比例、加减、积分和微分的运算电路工作在线性工作范围。（正确） 二、单选题 1.理想集成运放具有以下特点：（B）。 A.开环差模增益Aud=∞，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=∞ B.开环差模增益Aud=∞，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=0 C.开环差模增益Aud=0，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=∞ D.开环差模增益Aud=0，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=0 2.在输入量不变的情况下，若引入反馈后（D），则说明引入的反馈是负反馈。 A.输入电阻增大 B.输出量增大 C.净输入量增大 D.净输入量减小 3.负反馈能抑制（B）。 A.输入信号所包含的干扰和噪声 B.反馈环内的干扰和噪声 C.反馈环外的干扰和噪声 D.输出信号中的干扰和噪声 4.对于集成运算放大电路，所谓开环是指（B）。 A.无信号源 B.无反馈通路 C.无电源 D.无负载 5.对于集成运算放大电路，所谓闭环是指（D）。 A.考虑信号源内阻 B.接入负载 C.接入电源 D.存在反馈通路 6.下面关于线性集成运放说法错误的是（D）。 A.用于同相比例运算时，闭环电压放大倍数总是大于等于1。 B.一般运算电路可利用“虚短”和“虚断”的概念求出输入和输出的关系 C.在一般的模拟运算电路中往往要引入负反馈 D.在一般的模拟运算电路中，集成运放的反相输入端总为“虚地” 7.集成运放级间耦合方式是(B)。 A.变压器耦合 B.直接耦合 C.阻容耦合 D.光电耦合 8.同相比例运算电路的比例系数会（A）。 A.大于等于1 B.小于零 C.等于零 D.任意值 9.直接耦合放大器能够放大（C）。 A.只能放大直流信号 B.只能放大交流信号 C.交、直流信号都能放大 D.任何频率范围的信号都能放大 10.下面关于集成运放理想特性叙述错误的是（C）。 A.输入阻抗无穷大 B.输出阻抗等于零 C.频带宽度很小 D.开环电压放大倍数无穷大
?输出电压1600Vp-p(±800V)?输出电流40mA ?功率32W ?带宽（-3dB）DC~150KHz ?压摆率200V/μs ?低失真 ?增益数控0~240（0.1step）可调?输入阻抗50Ω/5KΩ可调 ?一键保存设置（Save键） 简介 ATA-2161是一款理想的可放大交直流信号的单通道的高压信号放大器。最大差分输出1600Vp-p(±800V)高压，可以驱动高压型负载。增益数控可调，一键保存常用设置，为您提供了方便简洁的操作选择，可与主流的信号发生器配套使用，实现信号的完美放大。 液晶显示 ATA-2161采用液晶屏显示，操作界面一目了然，简洁易懂。增益 ATA-2161采用的是增益数控0~240 倍可调的方式，具体分为粗调（1 step）和细调（0.1step）两种。结合 液晶面板增益的显示，能够快速调整 至您需要的电压增益值。 1/100监测口 每个输出接口都配带1/100衰减的同 步监测口，方便用户进行输出信号的 实时监测。 应用领域 压电陶瓷 磁性材料的磁化特性(B-H曲线)测量 声纳系统 超声波探伤 EMC信号加注 MEMS实验 ATA-2161高压放大器1600Vp-p 单通道（差分输出）
规格参数 通道数: ATA-2161单通道输出输入接口特点 输入接口:BNC接头 输入电阻:50Ω/5KΩ可调输入上限:10Vp-p 带宽范围:DC~150KHz （-3dB） 输出接口特点 输出接口:接线柱 1/100监测口:BNC接口 输出电阻:100Ω/10KΩ（可定制） 增益:0~240（0.1step） 可调 输出电压:1600VP-P(±800V)压摆率：200V/μs 输出电流:40mA 最大输出功率:32W 其他 供电电压:220V±10% 频率:50Hz 温度: 使用0°C to50°C 存储-40°C to70°C 湿度:80%RH 保修:1年 订货信息 型号指标描述 ATA-21611600Vp-p高压放大器 单通道（差分输出） 增益:0~240（0.1step）可调 信号地:与机壳、电源地相连 附件：国标三芯电源线1根， BNC线缆2根，保险 管1只，产品说明书、 合格证、装箱清单各1 份。 ATA-2161高压放大器1600Vp-p单通道（差分输出）
《集成运算放大器》试题 时间：60分钟 总分： 分 班级： 班 命题人： 一、判断题 1. 按反馈的信号极性分类，反馈可分为正反馈和负反馈。 （正确） 2. 负反馈使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差增大，使系统振荡。 （错误） 3. 若反馈信号与输入信号极性相同或变化方向同相，则两种信号混合的结果将使放大器的净输入信号大于输出信号，这种反馈叫正反馈。正反馈主要用于信号产生电路。（正确） 4. 正反馈使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。 （正确） 5. 反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反，则叠加的结果将使净输入信号减弱，这种反馈叫负反馈。（正确） 6. 放大电路通常采用负反馈技术。 （正确） 7. 负反馈的取样一般采用电流取样或电压取样。 （正确） 8. 反馈按取样方式的不同，分为电阻反馈和电流反馈。 （错误） 9. 负反馈有其独特的优点，在实际放大器中得到了广泛的应用，它改变了放大器的性能。 采用负反馈使得放大器的闭环增益趋于稳定。 （正确） 10. 正反馈使得放大器的闭环增益趋于稳定。 （错误） 11. 线性运算电路中一般均引入负反馈。 （正确） 12. 在运算电路中，同相输入端和反相输入端均为“虚地”。 （错误） 13. 使净输入量减小的反馈是负反馈，否则为正反馈。 （正确） 14. 集成运放处于开环状态，这时集成运放工作在非线性区。 （正确） 15. 运算电路中一般引入正反馈。 （错误） 16. 集成运放只能够放大直流信号，不能放大交流信号。 （错误） 17. 集成运放在实际运用中一般要引入深度负反馈。 （正确） 18. 集成运算放大电路是一种阻容耦合的多级放大电路。 （错误） 19. 集成运放的“虚断”是指运放的同相输入端和反相输入端的电流趋于零，好像断路一样，但却不是真正的断路。 （正确） 20. 若放大电路的放大倍数为负值，则引入的反馈一定是负反馈。 （错误） 21. 电压负反馈稳定输出电压，电流负反馈稳定输出电流。 （正确） 22. 只要在放大电路中引入反馈，就一定能使其性能得到改善。 （错误） 23. 反相比例运算电路中集成运放反相输入端为“虚地”。 （正确） 24. 集成运算放大电路产生零点漂移的主要原因是晶体管参数受温度的影响。 （正确） 25. 实际集成运算放大电路的开环电压增益非常大，可以近似认为A=∞。 （正确） 26. 实际集成运算放大电路的开环电压增益非常小，可以近似认为A=0。 （错误） 27. “虚短”和“虚断”是分析集成运放工作在线性区的两条重要依据。 （正确） 28. 负反馈可以大大减少放大器在稳定状态下所产生的失真。 （正确） 29. 理想的差动放大电路，即能放大差模信号，也能放大共模信号。 （错误） 30. 由集成运放和外接电阻、电容构成比例、加减、积分和微分的运算电路工作在线性工作范围。 （正确） 二、单选题 1. 理想集成运放具有以下特点：（ B ）。 A. 开环差模增益Aud=∞，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=∞ B. 开环差模增益Aud=∞，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=0 C. 开环差模增益Aud=0，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=∞ D. 开环差模增益Aud=0，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=0 2. 在输入量不变的情况下，若引入反馈后（ D ），则说明引入的反馈是负反馈。 A. 输入电阻增大 B. 输出量增大 C. 净输入量增大 D. 净输入量减小 3. 负反馈能抑制（ B ）。 A. 输入信号所包含的干扰和噪声 B. 反馈环内的干扰和噪声 C. 反馈环外的干扰和噪声 D. 输出信号中的干扰和噪声 4. 对于集成运算放大电路，所谓开环是指（ B ）。 A. 无信号源 B. 无反馈通路 C. 无电源 D. 无负载 5. 对于集成运算放大电路，所谓闭环是指（ D ）。 A. 考虑信号源内阻 B. 接入负载 C. 接入电源 D. 存在反馈通路 6. 下面关于线性集成运放说法错误的是（ D ）。 A. 用于同相比例运算时，闭环电压放大倍数总是大于等于1 。 B. 一般运算电路可利用“虚短”和“虚断”的概念求出输入和输出的关系 C. 在一般的模拟运算电路中往往要引入负反馈 D. 在一般的模拟运算电路中，集成运放的反相输入端总为“虚地” 7. 集成运放级间耦合方式是( B ) 。 A. 变压器耦合 B. 直接耦合 C. 阻容耦合 D. 光电耦合 8. 同相比例运算电路的比例系数会（ A ）。 A. 大于等于1 B. 小于零 C. 等于零 D. 任意值 9. 直接耦合放大器能够放大（ C ）。 A. 只能放大直流信号 B. 只能放大交流信号 C. 交、直流信号都能放大 D. 任何频率范围的信号都能放大 10. 下面关于集成运放理想特性叙述错误的是（ C ）。 A. 输入阻抗无穷大 B. 输出阻抗等于零 C. 频带宽度很小 D. 开环电压放大倍数无穷大 姓名： 考号： 班级：
CA3130 高输入阻抗运算放大器Intersil[DA TA] 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(NS[DATA])带宽四运算放大器KA347 LF351 BI-FET单运算放大器NS[DA TA] LF353 BI-FET双运算放大器NS[DA TA] LF356 BI-FET单运算放大器NS[DA TA] LF357 BI-FET单运算放大器NS[DA TA] LF398 采样保持放大器NS[DATA] LF411 BI-FET单运算放大器NS[DATA] LF412 BI-FET双运放大器NS[DA TA] LM124 低功耗四运算放大器( 军用档 ) NS[DATA]/TI[DATA] LM1458 双运算放大器NS[DATA] LM148 四运算放大器NS[DATA] LM224J 低功耗四运算放大器(工业档 ) NS[DATA]/TI[DA TA] LM2902 四运算放大器NS[DATA]/TI[DATA] LM2904 双运放大器NS[DATA]/TI[DA TA] LM301 运算放大器 NS[DATA] LM308 运算放大器 NS[DATA] LM308H运算放大器（金属封装）NS[DATA] LM318 高速运算放大器NS[DATA] LM324(NS[DATA]) 四运算放大器HA17324,/LM324N(TI) LM348 四运算放大器NS[DATA] LM358 NS[DATA]通用型双运算放大器HA17358/LM358P(TI) LM380 音频功率放大器NS[DATA] LM386-1 NS[DATA]音频放大器NJM386D,UTC386 LM386-3 音频放大器NS[DATA] LM386-4 音频放大器NS[DATA] LM3886 音频大功率放大器NS[DATA] LM3900 四运算放大器 LM725 高精度运算放大器NS[DATA] LM733 带宽运算放大器 LM741 NS[DATA]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TI[DATA] NE5534 高速低噪声单运算放大器TI[DATA] NE592 视频放大器 OP07-CP 精密运算放大器TI[DA TA] OP07-DP 精密运算放大器TI[DATA] TBA820M小功率音频放大器ST[DATA] TL061 BI-FET单运算放大器 TI[DATA] TL062 BI-FET双运算放大器TI[DATA] TL064 BI-FET四运算放大器TI[DATA]
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
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:
运放参数解释及常用运放选型 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，外加所有芯片都有极限参数。本文以NE5532为例，分别对各指标作简单解释。下面内容除了图片从NE5532数据手册上截取，其它内容都整理自网络。 极限参数 主要用于确定运放电源供电的设计（提供多少V电压、最大电流不能超过多少），NE5532的极限参数如下： 直流指标 运放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。NE5532的直流指标如下：
输入失调电压Vos 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）ΔVos/ΔT 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Ios 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。 Input bias current（偏置电流）是运放输入端的固有特性，是使输出电压为零（或规定值）时，流入两输入端电流的平均值。偏置电流bias current就是第一级放大器输入晶体管的基极直流电流。这个电流保证放大器工作在线性范围, 为放大器提供直流工作点。 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。