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集成运放的性能指标归纳

集成运放的性能指标归纳
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4.3 集成运放的性能指标归纳

1.开环差模电压放大倍数Aod

开环差模电压放大倍数A od是指集成运放在开环情况下的空载电

压放大倍数。A od ,其值越大越好。

2.共模抑制比K CMR

共模抑制比K CMR是集成运放的开环差模电压放大倍数和开环共

模电压放大倍数之比的绝对值,即。它是衡量输入级差放对称程度及表征集成运放抑制共模干扰信号能力的参数。其值越大越好。

3.差模输入电阻

是差模信号输入时,运放的开环输入电阻。

差模输入电阻

4.输入失调电压U I0及其温漂dU IO/dT

U

是使输出电压为零时在输入端所加的补偿电压,其数值是

=0时,输出电压折合到输入端电压的负值,即U I0=。U I0

愈小,表明电路参数对称性愈好。

dU IO/dT是U I0的温度系数,其值愈小,表明运放的温漂愈小。

5.输入失调电流I I0及其温漂dI IO/dT

I I0=|I B1-I B2|,I I0的大小反映了输入级差放管输入电流的不对称程度。其值愈小愈好。

dI IO/dT是I I0的温度系数,其值愈小,表明运放的质量愈好。

6.输入偏置电流I IB

输入偏置电流I IB是输入电压为零时,集成运放两输入端静态基极(栅极)电流的平均值,即I IB=(I B1+I B2)/2。I IB愈小,信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也就愈小,I I0往往也愈小。

7.最大差模输入电压U IdMax

U IdMax是运放两输入端间所能承受的最大差模电压值。超过该值,输入级某一側的晶体管将出现反向击穿现象。

8.最大共模输入电压U ICMax

U ICMax是两输入级能正常工作的情况下允许输入的最大共模信号。当共模输入电压超过此值时,集成运放便不能对差模信号进行放大。

9.–3dB带宽fH

–3dB带宽f H是指开环放大倍数A od随输入信号頻率升高而下降3dB所对应的频宽。其值愈大愈好。

10.单位增益带宽

是使A od=1(失去电压放大能力)时的信号频率,与晶体管的

特征频率相类似。

11.转换速度SR

转换速率S R 又称为上升速率,定义为运放输出电压的变化率:S R=|du o/dt|max,它反映了运放对快速变化信号的响应能力。S R越大,表示运放对高速变化的输入信号的响应能力越好。

7.最大共模输入电压U icmax

最大共模输入电压U icmax是指在保证运放正常工作条件下,运放所能承受的最大共模输入电压。共模电压超过此值时,输入差分对管的工作点进入非线性区,放大器失去共模抑制能力,共模抑制比显著下降。

最大共模输入电压U icmax定义为,标称电源电压下将运放接成电压跟随器时,

使输出电压产生1%跟随误差的共模输入电压值;或定义为下降6dB时所加的共模输入电压值。

请问降低50Hz共模干扰有什么好方法

1)EMC有三要素.source,path,recerver.

2)50Hz波长很长,波长大大>被干扰"尺寸",因此50Hz干扰表现为波动性.即传导干扰.

3)50Hz"共模"干扰形成要有"差模"--->"共模"过程.50Hz这么低的频率"差模"--->"共模"过程很难.您又能否从EMC有三要素,指出source,path,recerver.如果能够指出,也就能解决问题.

4)据我判断.不是"共模"干扰. 是差模.

5)建议对策

a)由于是高阻抗.很容易电磁场干扰.信号传输要用屏蔽.有没有构成环形天线的地方.

b)您的系统是非平衡取样,非平衡input.尽量改为平衡取样,平衡传输,平衡input.这可以减少"共模"--->"差模"转换.

c)采用一点接地,选好测试参考点.

d)留意分布电容对测量速度的影响.

1、采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰

在PLC控制系统中,电源占有极重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC 系统的供电电源(如CPU 电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC系统的干扰。

此外,位保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的安全可靠性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。

2、电缆选择的敖设

为了减少动力电缆辐射电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中,采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,从而降低了动力线生产的电磁干扰,该工程投产后取得了满意的效果。

不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠近平行敖设,以减少电磁干扰。

3、硬件滤波及软件抗干扰措施

信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。

由于电磁干扰的复杂性,要根本消除迎接干扰影响是不可能的,因此在PLC控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施:数字滤波和工频整形采样,可有效消除周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。

4、正确选择接地点,完善接地系统

接地的目的通常有两个,其一为了安全,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC 控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

系统接地方式有:浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言,

它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz,所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω,接地极最好埋在距建筑物10 ~ 15m远处,而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。

信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。

经典运放电路分析(经典)

从虚断,虚短分析基本运放电路 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! 今天,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。 1)反向放大器: 图1 图一运放的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那么R1和R2相当于是串联的,

电子科技大学-两级放大电路仿真实验

电子科技大学 电子技术实验报告 学生姓名:班级学号:201203******* 考核成绩: 实验地点:科研楼C427 指导老师:试验时间:2013.12.5 实验名称:两级放大电路的设计、测试与调试

一. 实验目的 1. 进一步掌握放大电路各种性能指标的测试方法。 2. 掌握两级放大电路的设计原理、各性能指标的测试原理。 二. 实验预习思考 1·放大器性能指标的定义及测试方法; 2多级放大器性能指标特点。 三. 实验原理 由一只晶体管组成的基本组态放大器往往达不到所要求的放大倍数,或者其他指标达不到要求。这时,可以将基本组态放大器作为一级单元电路,将其一级一级地连接起来构成多级放大器,以实现所需的技术指标。 信号传输方式成为耦合方式。耦合方式主要有电容耦合、变压器耦合和直接耦合。 1. 多级放大器指标的计算 一个三级放大器的通用模型如下图所示: 由模型图可以得到多级放大器的计算特点: 1i i R R =,多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻; 末o o R R =,多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻; 前后L i R R =,后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载; 后前s o R R =,后前s oo v v =,前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源; 321··v v v V A A A A =,总的电压增益等于各级电压增益相乘。

2. 实验电路 实验电路如下图所示,可得该实验电路是一个电容耦合的两级放大器。 3. 测试方法 静态工作点的测试: 测出射级电阻两端的直流电压,以及射级电流; 电压增益的测试: 测出输入电压与输出电压,由公式i v v v A /0=计算得到; 输入电阻的测量: 已知取样电阻R ,测出电压' s u 与 i u ,利用公式 R u u u R u u u R i s i i s i i -=-= '',即可求得; 输出电阻的测量: 已知取样电阻L R ,采用“两次电压法”测量,由公式 L o o L o o o R u u I u u R )1'('-=-= ,即可 求得; 幅频特性测量: 采用点频法,改变输入信号的频率,测量相应的输出电压值,求放大倍数,即可绘制出幅频特性曲线。 四. 实验内容 1, 测试静态工作点

集成运放的性能指标

集成运放的性能指标 学习要求: ●掌握开环差模电压放大倍数、共模抑制比、差模输入电阻、 输入失调电压和输入失调电流等参数的物理意义; ●了解输入失调电压温漂、输入失调电流温漂dI IO/dT、输入偏 置电流、最大差模输入电压、最大共模输入电压、–3dB带 宽、单位增益带宽和转换速度等参数的物理意义。 1.开环差模电压放大倍数Aod 开环差模电压放大倍数A od是指集成运放在开环情况下的空载电压放大倍数。A od ,其值越大越好。通用型运放一般在范围。 2.共模抑制比K CMR 共模抑制比K CMR是集成运放的开环差模电压放大倍数和开环共模电压放大倍数之比 的绝对值,即。它是衡量输入级差放对称程度及表征集成运放抑制共模干扰信号能力的参数。其值越大越好,通用型运放在65-110dB之间。 3.差模输入电阻 差模输入电阻是差模信号输入时,运放的开环输入电阻。愈大,从信号源索取的电流愈小。 4.输入失调电压U I0及其温漂dU IO/dT 由于集成运放的输入级电路参数不可能绝对对称,所以当输入 并不为零。U I0是使输出电压为零时在 电压为零时,输出电压 输入端所加的补偿电压,其数值是 电压的负值,即U I0=。U I0愈小,表明电路参数对称性愈好。 dU IO/dT是U I0的温度系数,其值愈小,表明运放的温漂愈小。 5. 输入失调电流I I0及其温漂dI IO/dT I I0=|I B1-I B2|,I I0的大小反映了输入级差放管输入电流的不对称程度。其值愈小愈好。 dI IO/dT是I I0的温度系数,其值愈小,表明运放的质量愈好。 6. 输入偏置电流I IB 输入偏置电流I IB是输入电压为零时,集成运放两输入端静态基极(栅极)电流的平均值,即I IB=(I B1+I B2)/2。I IB愈小,信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也就愈小,I I0往往也愈小。

运算放大器的电路仿真设计

运算放大器的电路仿真设计 一、电路课程设计目的 错误!深入理解运算放大器电路模型,了解典型运算放大器的功能,并仿真实现它的功能; 错误!掌握理想运算放大器的特点及分析方法(主要运用节点电压法分析); ○3熟悉掌握Multisim软件。 二、实验原理说明 (1)运算放大器是一种体积很小的集成电路元件,它包括输入端和输出端。它的类型包括:反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电 压跟随器、电源变换器等. (2) (3)理想运放的特点:根据理想运放的特点,可以得到两条原则: (a)“虚断”:由于理想运放,故输入端口的电流约为零,可近似视为断路,称为“虚断”。 (b)“虚短”:由于理想运放A,,即两输入端间电压约为零,可近似视为短路,称为“虚短”. 已知下图,求输出电压。

理论分析: 由题意可得:(列节点方程) 011(1)822A U U +-= 0111 ()0422 B U U +-= A B U U = 解得: 三、 电路设计内容与步骤 如上图所示设计仿真电路. 仿真电路图:

V18mV R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 0.016 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 0.011 V + - 根据电压表的读数,, 与理论结果相同. 但在试验中,要注意把电压调成毫伏级别,否则结果误差会很大, 致结果没有任何意义。如图所示,电压单位为伏时的仿真结 果:V18 V R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 6.458 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 4.305 V + - ,与理论结果相差甚远。 四、 实验注意事项 1)注意仿真中的运算放大器一般是上正下负,而我们常见的运放是上负下正,在仿真过程中要注意。

十一种经典运放电路分析

十一种经典运放电路分析 从虚断,虚短分析基本运放电路 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)。

1)反向放大器: 传输文件进行[薄膜开关] 打样 图1 图一运放的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那么R1和R2相当于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。 流过R1的电流:I1 = (Vi - V-)/R1 ………a 流过R2的电流:I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ………………c I1 = I2 ……………………d

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

MOS运放性能参数仿真规范

CMOS运放性能参数仿真规范 (保密文件,内部使用) 芯海科技有限公司 版权所有侵权必究

目 录 22 4其它..................................................................223.3.4其它性能的仿真测试.. (22) 3.3.3最坏情况仿真测试 (21) 3.3.2极限参数仿真测试 (21) 3.3.1工艺容差及温度特性的测试 (21) 3.3运放其它特性参数仿真规范 (21) 3.2.3瞬态参数仿真 (21) 3.2.2交流参数仿真 (20) 3.2.1直流参数仿真 (20) 3.2跨导运放(OTA)性能参数仿真规范 (19) 3.1.4瞬态参数仿真 (18) 3.1.3交流参数仿真 (17) 3.1.2共模输入范围的仿真 (16) 3.1.1直流参数仿真 (16) 3.1全差分运放性能参数仿真规范 (13) 3.2.3瞬态参数仿真 (8) 3.2.2交流参数仿真 (5) 3.2.1直流参数仿真 (5) 3.2双端输入、单端输出运放性能参数仿真规范 (5) 3.1MOS 运算放大器技术指标总表 (5) 3CMOS 运放仿真规范.......................................................42概述...................................................................41前言...................................................................4MOS 运放性能参数仿真规范..................................................表目录 5 表1 MOS 运算放大器技术指标总表.............................................图目录 10图10 共模抑制比仿真电路...................................................10图9 闭环频响曲线.........................................................9图8 幅频、相频曲线图......................................................9图7 开环增益仿真电路......................................................8图6 输出摆幅与负载电阻的关系曲线............................................8图5 输出动态范围的仿真电路.................................................7图4 共模输入范围输出结果参考图..............................................7图3 共模电压输入范围的仿真电路..............................................6图2 Vos 温度特性参考图.....................................................6图1 输入失调电压仿真电路...................................................

实验课7 全差分运放的仿真方法

CMOS模拟集成电路 实验报告

实验课7 全差分运放的仿真方法 目标: 1、了解全差分运放的各项指标 2、掌握全差分运放各项指标的仿真方法,对全差分运放的各指标进行仿真,给出各指标的 仿真结果。 本次实验课使用的全差分运放 首先分析此电路图,全差分运算放大器是一种具有差分输入,差分输出结构的运算放大器。其相对于单端输出的放大器具有一些优势:因为当前的工艺尺寸在减少,所以供电的电源电压越来越小,所以在供电电压很小的情况下,单端输出很难理想工作,为了电路有很大的信号摆幅,采用类似上图的全差分运算放大器,其主要由主放大器和共模反馈环路组成。 1、开环增益的仿真 得到的仿真图为

1.开环增益:首先开环增益计算方法是低频工作时(<200Hz) ,运放开环放大倍数;通过仿真图截点可知增益为73.3db。 2.增益带宽积:随着频率的增大,A0会开始下降,A0下降至0dB 时的频率即为GBW,所以截取其对应增益为0的点即可得到其增益带宽积为1.03GB。 3.相位裕度:其计算方法为增益为0的时候对应的VP的纵坐标,如图即为-118,则其相位裕度为-118+180=62,而为保证运放工作的稳定性,当增益下降到0dB 时,相位的移动应小于180 度,一般取余量应大于60度,即相位的移动应小于120 度;所以得到的符合要求。 在做以上仿真的时候,关键步骤 在于设定VCMFB,为了得到大的增益,并且使相位裕度符合要求,一直在不停地改变VCMFB,最初只是0.93,0.94,0.95的变化,后来发现增益还是远远不能满足要求,只有精确到小数点后4为到5位才能得到大增益。 2.CMRR 的仿真 分析此题可得共模抑制比定义为差分增益和共模增益的比值,它反映了一个放大器对于共模信号和共模噪声的抑制能力。因此需要仿真共模增益和差分增益。可以利用两个放大器,一 个连成共模放大,一个连成差模放大,

第六章 集成运放组成的运算电路典型例题

第六章集成运放组成的运算电路 运算电路 例6-1例6-2例6-3例6-4例6-5例6-6例6-7例6-8例6-9 例6-10例6-11 乘法器电路 例6-12例6-13例6-14 非理想运放电路分析 例6-15 ; 【例6-1】试用你所学过的基本电路将一个正弦波电压转换成二倍频的三角波电压。要求用方框图说明转换思路,并在各方框内分别写出电路的名称。 【相关知识】 波形变换,各种运算电路。 【解题思路】 利用集成运放所组成的各种基本电路可以实现多种波形变换;例如,利用积分运算电路可将方波变为三角波,利用微分运算电路可将三角波变为方波,利用乘方运算电路可将正弦波实现二倍频,利用电压比较器可将正弦波变为方波。 【解题过程】 先通过乘方运算电路实现正弦波的二倍频,再经过零比较器变为方波,最后经积分运算电路变为三角波,方框图如图(a)所示。

【其它解题方法】 先通过零比较器将正弦波变为方波,再经积分运算电路变为三角波,最后经绝对值运算电路(精密整流电路)实现二倍频,方框图如图(b)所示。 实际上,还可以有其它方案,如比较器采用滞回比较器等。 【例6-2】电路如图(a)所示。设为A理想的运算放大器,稳压管DZ的稳定电压等于5V。 (1)若输入信号的波形如图(b)所示,试画出输出电压的波形。 (2)试说明本电路中稳压管的作用。 & 图(a) 图(b) 【相关知识】 反相输入比例器、稳压管、运放。 【解题思路】 (1)当稳压管截止时,电路为反相比例器。

(2)当稳压管导通后,输出电压被限制在稳压管的稳定电压。 【解题过程】 (1)当时,稳压管截止,电路的电压增益 故输出电压 当时,稳压管导通,电路的输出电压被限制在,即。根据以上分析,可画出的波形如图(c)所示。 图(c) 。 (2)由以上的分析可知,当输入信号较小时,电路能线性放大;当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。 【例6-3】在图(a)示电路中,已知, ,,设A为理想运算放大器,其输出电压最大值为,试分别求出当电位器的滑动端移到最上端、中间位置和最下端时的输出电压的值。

集成运算放大器指标测试

集成运算放大器参数的测试 电信S09-2-18 李明一.实验目的 1.了解集成运算放大器的主要参数。 2.通过实验,掌握集成运算放大器主要参数的测试方法。 二.预习要求 1.复习集成运算放大器的技术指标,主要参数的定义及测试方法。 2.了解用示波器观察运算放大器传输特性的方法。 3.了解输入失调电压U IO和输入失调电流I IO产生的原因。 三.实验设备 四.实验内容及测试方法 反映集成运算放大器特性的参数主要有以下四大类:输入失调特性、开环特性、共模特性及输出瞬态特性。 1.集成运算放大器的传输特性及输出电压的动态范围的测试 运算放大器输出电压的动态范围是指在不失真条件下所能达到的最大幅度。为了测试方便,在一般情况下就用其输出电压的最大摆幅U op-p 当作运算放大器的最大动态范围。 输出电压动态范围的测试电路如图1(a)所示。图中u i为100Hz正弦信号。当接入负载R L后,逐渐加大输入信号u i的幅值,直至示波器上显示的输出电压波形为最大不失真波形为止,此时的输出电压的峰峰值U op-p就是运算放大器的最大摆幅。若将u i输入到示波器的X轴,u o输入到示波器的Y轴,就可以利用示波器的X—Y显示,观察到运算放大器的传输特性,如图1 (b) 所示,并可测出U o p-p的大小。

(a ) 运算放大器输出电压动态范围的测试电路 (b ) 运算放大器的传输特性曲线 图1(图中:R 1 = R 2 = 1.2k Ω,R f = 20k Ω) U op-p 与负载电阻R L 有关,对于不同的R L ,U op-p 也不同。根据表1,改变负载电阻R L 的阻值,记下 不同R L 时的U op-p ,并根据R L 和U op-p ,求出运算放大器输出电流的最大摆幅I op-p = U op-p /R L , 运算放大器的U op-p 除了与负载电阻R L 有关外,还与电源电压以及输入信号的频率有关。随着电源电压的 降低和信号频率的升高,U op-p 将降低。 如果示波器显示出运算放大器的传输特性,即表明该放大器是好的,可以进一步测试运算放大器的其 它几项参数。 2. 集成运算放大器的输入失调特性及其测试方法 集成运算放大器的基本电路是差分放大器。由于电路的不对称性必将产生输入误差信号。这个误差信 号限制了运算放大器所能放大的最小信号,即限制了运算放大器的灵敏度。这种由于直流偏置不对称所引 起的误差信号可以用输入失调电压U IO 、输入偏置电流I B 、输入失调电流I IO 及它们的温度漂移来描述。 (1)输入失调电压U IO 的测试 一个理想的运算放大器,当两输入端加上相同的直流电压或直接接地时,其输出端的直流电压应等于 零。但由于电路参数的不对称性,输出电压并不为零,这种现象称为运算放大器的零点偏离或失调,为了 使放大器的输出端电压回到零,必须在放大器的输入端加上一个电压来补偿这种失调。所加电压的大小称 为该运算放大器的失调电压,用U IO 表示。显然U IO 越小,说明运算放大器参数的对称性越好。分析表明, 运算放大器的U IO 主要取决于输入级差分对管U be 的对称性,U 一般 R R f 为0.5 ~ 5mV 。 失调电压的测试电路如图2所示。用 万用表(最好是数字万用表)测出其输出 R 电压U o ,则输入失调电压U IO 可由下式计 算: o f IO U R R R U ?+=11 (1) 图2 输入失调电压测试电路 (2)输入失调电流的测试 (图中:R 1=100Ω,R f = 100k Ω ) 输入端偏置电流I B 是指输出端为零电平时,两输入端基极电流的平均值,即: I B =(I B++I B -)∕2 式中I B+ 为同相输入端基极电流,I B - 为反相输入端基极电流。当电路参数对称时,I B+ = I B - 。但实际 电路中参数总有些不对称,其差值称为运算放大器的输入失调电流,用I IO 表示: I IO = I B+ - I B - 显然,I IO 的存在将使输出端零点偏离,信号源阻抗越高,失调电流的影响越严重。输入失调电流主要

运算放大器参数的基本仿真方法示例(2nd edition)

运算放大器参数的基本仿真方法示例(2nd edition) 刘泰源,LTC1733 GROUP ROOM 237,SOC DESIGN CENTRE 目的:仿真一个两级的运放,熟悉模拟电路仿真软件的使用。 采用软件:workview ,hspice 2005.03 工艺库的说明:采用韩国MagnaChip 0.5umCMOS工艺库 对所采用电路描述:首先在workview中生成一个两级的运算放大器,并导出网表,第一级是差分的输入放大器,其作用是放大差模信号,抑制共模信号,第二级是一个共源放大器,提供更大的增益。在第一级里,m1、m2为差动输入管,m5提供由基准电压产生的偏置电流,m3、m4两管是一对电流镜,保证m3,m4两管为两个输入端提供相等的电流。第二级m8是负载管,m7是倒相器的输入管。 主要仿真的运算放大器特性: 增益,增益带宽,建立时间,摆率,ICMR,CMRR,PSRR,输出摆幅,失调电压 运放电路结构图: 图1运放电路

静态工作点的调节在整个模拟电路的设计中是非常重要的,因为不同功能的模块对器件的工作状态有不同的要求,在电路设计初期确定下的管子的工作状态就在这个阶段与以实现。实现的语句在hspice里面是.op语句。这个语句会在仿真生成的.lis文件里面形成一个关于管子工作状态的理解,查找.lis文件中的region关键字,就能找到各个管子工作点的列表。 静态工作点的调节: 采用的方法,先设计第一级的的工作点,再设计第二级的工作点。 第一级工作点设计要求五个管子都工作在饱和区,并且保证电路的对称,在vcc,in1,in2和bias上要加上适当的偏置电压。我设定的bias为 1.5v,in1=in2=2.5v,这个时候要注意调节各管子的宽长比使管子达到饱和,如果m3,m4是线形区,则应该调节减小m3,m4的宽长比,同时通过增加m5的宽长比增大偏置电流,如果m5处于线形区,则应该采取与上面所说的相反的方法,如果输入管处于线形区,要考虑输入的偏置电压是否合适,同时折中上面的调节方法。 在调整第一级进入管子都饱和后,加上第二级一起调整,目的是使两级的管子都进入饱和区,这里遇到的一个问题,就是第二级的两个管子很难同时到达饱和区,发现问题在于m3,m4管的vds太小,使第二级的m7管只能在线形区,减小m3,m4的宽长比和调节m5的偏置电流后,可以使两管都饱和。 在整个过程中,都需要保持偏置管和电流镜对管的对称性。 NOTE:(上述调节过程仅是一个参考,实际电路中BIAS电流不可能这么精确,所以,在实际情况中,调试电路的中的偏置电压更多的由实际偏置电路提供。) 1.开环增益: 1)输入差模信号,调节使各晶体管的工作点都处在饱和区,在输入端in1加入交流信号,in2加上偏置信号。 2)输入激励: vcc vcc 0 5 vbias bias 0 1.2 vin1 in1 0 2.5 vin2 in2 0 2.5 ac 1

运放电路分析方法总结

运放电路分析方法总结 学生: [38]陈再 指导教师:陈永强 摘要:运放电路的分析是一个非常重要的知识点,这里主要是论述用“虚短”、“虚断”来对运放电路进行详细的分析,也会通过几种典型电路分析,来讲述运放电路的分析方法。 关键词:运放电路;虚短;虚断;分析;方法 1 引言 随着我们学知识的深入,会发现运放中所学的知识应用越来越多,在这门学科中所占比例比较大,而在许多结构复杂的电路中,对它们进行分析,用运放知识 快速、简洁的找出输入输出的关系式非常重要的。(这里主要是分析线性运放电路) 2 理想运放的特点 图 1 输入输出的关系:()o v id v v A v A v v +-=?=?- 3 虚短 、虚断的概念 虚短:因为理想运放开环增益:Av →∞→虚短,根据输入输出关系,得到: v ≈v (同相端和反相端电位近似相等)。 虚断:由于同相和反相两输入端之间出现虚短现象,而输入电阻:Ri →∞→虚断,i =i ≈0 (同相端和反相端电流近似为零)。 输出电阻:Ro →0 4 线性应用分析 4.1 反相比例电路

图 2 * v v + -≈=0(虚短) * 12i i =(虚断) 根据这个基本特点,电阻上流过的 111 i i v v v i R R --= = ; 222o o v v v i R R --= =- 电流等于电压除以电阻值。 得到 2 1 o i R v v R =- ? ( 3 R 不起作用) 同理得到: 2 1x i R v v R =- ? 图 3 4.2 同相比例电路 图 4 同相与反相比例电路要注意放大器输 v v -+≈ 12i i = → 111 2220o o v v i R R v v v v i R R -+ -+ -= =--= = 入端的接地极性(+ 和 -) 得到:2 1 (1)o R v v R +=+ ? 要灵活运用式子的转换

集成运放的主要技术参数

集成运放的主要技术参数 评价集成运放好坏的参数很多,它们是描述一个实际运放与理想放大器件接近程度的数据,这里仅介绍其中主要的几种。 一、输入参数 1.输入失调电压U O及其温漂 在室温及标准电源电压下,为了使静态U O = 0,而在输入端需要加的补偿电压值称为U OS,它反映电路中的对称程度和电位配置情况。典型值为2mV 。 是在指定温度范围内UOS随温度变化的平均变化率。是运放电压漂移特性的量度。单位μV/℃,一般为0.3~30μV/℃。2.输入偏置电流I B I B是在室温及标准电源电压下,以理想恒流源驱动两输入端,使U O=0时的两个输入端电流的平均值,即 I B=(I B1+I B2 )/2。通常,I B为0.1~10μA 。 3.输入失调电流I OS及其温漂 I OS是指在U O = 0时,两输入端静态电流之差,即I OS=I B1 - I B2,一般为0.5~5μA。 是在指定温度变化范围内,I OS随温度的变化率。其值为3pA/℃~50nA/℃。 二、差模特性参数 1.开环差模电压放大倍数A od及其频率特性。 A od是指在标准电源及规定负载凡下的开环差模电压放大倍数。|A d(jω)| 下降到直流差模电压放大倍数A od的时所对应的频率为f H。 2.最大差模输入电压U idm U idm是指两个输入端之间所能承受的最大电压差值。超过该值,输入级某一侧将出现PN结反向击穿现象。 3.差模输入电阻r id r id是在室温下,开环运放两输入端之间的差模输入信号的动态电阻。双极型管输入级r id在几十kΩ~几MΩ;场效应管差动输入级r id可达108Ω以上。 三、共模特性参数 1.最大共模输入电压U icm U icm是共模输入电压范围。是在标准电压下,两输入端相同电位时的最大输入电压值。一旦超过U icm,则CMRR将明显下降。2.共模输入电阻r ic r ic是指室温下,每个输入端到地的共模动态电阻。 3.共模抑制比CMRR C MRR定义为运放开环差模电压放大倍数与其共模电压放大倍数之比,即 或

运算放大器的测量和仿真

运算放大器的测量和仿真 1.概述 仿真是运放设计的一项重要内容,运放的仿真与运放的应用环境是不可分割的,在仿真之前一定要首先确定运放的实际负载,包括电阻、电容负载,还应包括电流源负载,只有负载确定之后,仿真出的结果才是有意义的:不同的应用场合对运放的性能指标要求也不一样,并不需要在任何时候都要将运放的所有指标都进行仿真,所以,在仿真之前要明确应该要仿真运放的哪几项指标,哪几项指标是可以不仿真的。在仿真时,要对不同的指标分别建立仿真电路,这样有利于电路的检查;DC、AC分析是获得电路某一性能指标信息的一种手段,它需要一些相关的条件来支持,当我们忽略了某一条件或根本没有弄清还有哪些条件时,DC、AC分析的结果就可能与实际情况不一致,导致错误的发生。瞬态仿真则是反映出电路工作的现象,只有瞬态仿真通过,才能说明电路具备 了相应的能力。如:我们在仿真运放的频率特性时,所设计的仿真电路是建立在输入源的输出电阻为零(或很小,几百ohm以下)的基础之上,此时仿真出的运放稳定性很好,但如果实际电路前级的输出电阻不为零(此时应考虑运放输入级的寄生电容),这时,在做实际电路的瞬态仿真时,会发现输出有较大的过冲,瞬态仿真必不可少!而且,每一个AC、DC分析结果都可以用瞬态仿真加以验证。 以下仿真电路,只画出了电阻、电容负载,没有给出电流源负载,在进行电路的仿真时,要根据实际情况,酌情考虑电流源负载的影响(实际上电路动态工作时,一定有输出电流)。一般情况下,电阻、电容负载是相对于共模电压的(不是GND),不会引入静态电流,但在某些场合,如输出驱动电路,其电阻负载是对地的,此时会引入静态电流,这些东西在实际仿真时都是要考虑的。 运算放大器的测量和仿真类别包括:开环增益、开环频率响应(包括相位裕度)、输入失调电压、共模增益、电源抑制比、共模输入输出范围、开环输出电阻和瞬态响应(包括摆率)。 AC相当于小信号仿真,步骤是先进行直流工作点仿真再进行小信号仿真,对于直流电源相当于短路 DC可以仿真工作点,范围等 相当于现实物理模型的仿真,接近真实情况

集成运放组成的基本运算电路实验报告

实验报告课程名称:电路与电子技术实验指导老师: 成绩: 实验名称:集成运放组成的基本运算电路实验实验类型:同组学生:一、实验目的和要求(必填)二、实验容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能; 2.掌握集成运算放大电路的三种输入方式。 3.了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题; 4.理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响; 5.学会用集成运算放大器实现波形变换 二、实验容和原理 1.实现两个信号的反相加法运算 2.输入正弦波,示波器观察输入和输出波形,毫伏表测量有效值 3.实现单一信号同相比例运算(选做) 4.输入正弦波,示波器观察输入和输出波形,毫伏表测量有效值,测量闭环传输特性:Vo = f (Vs) 5.实现两个信号的减法(差分)运算 6.输入正弦波,示波器观察输入和输出波形,毫伏表测量有效值 7.实现积分运算(选做) 8.设置输出初态电压等于零;输入接固定直流电压,断开K2,进入积分;用示波器观察输出变化(如何设轴,Y轴和触发方式) 9.波形转换—方波转换成三角波 10.设:Tp为方波半个周期时间;τ=R2C 11.在T p<<τ、T p ≈τ、T p>>τ三种情况下加入方波信号,用示波器观察输出和输入波形,记录线性 三、主要仪器设备 1.集成运算电路实验板;通用运算放大器μA741、电阻电容等元器件; 2.MS8200G型数字多用表;XJ4318型双踪示波器;XJ1631数字函数信号发生器;DF2172B型交流电压表; 型可调式直流稳压稳流电源。

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

运算放大器性能测试

运算放大器的指标测试 一、实验目的 1.加深对集成运算放大器特性和参数的理解。 2.学习集成运算放大器主要性能指标的测试方法。 二、实验内容 1.测量输入失调电压V IO 。 2.测量输入失调电流I IO 。 3.测量输入偏置电流I IB 。 4.测量开环差模电压增益A od 。 5.测量最大不失真输出电压幅度V o(max)。 6.测量共模抑制比K CMR 。 7.测量转换速率SR 。 三、实验准备 1.了解集成运放μA741的管脚排列。 2.查阅有关资料,找出集成运放μA741主要性能指标的典型数据。 3.理解V IO 、I Io 、A od 、K CMR 、V om 等指标的测试电路的工作原理,选定实验所需仪器,拟定实验步骤。 四、实验原理与说明 集成运算放大器是一种高增益的直接耦合放大电路,在理想情况下,集成运放的A od =∞、R i =∞、V IO =0、I IO =0、K CMR =∞。但是实际上并不存在理想的集成运算放大器。为了解实际运放与理想运放的差别,以便正确使用集成运放大器,有必要研究其实际特性,并对其主要指标进行测试。下面介绍的是运放主要指标的简易测试方法。 1.输入失调电压V IO 的测量 在常温下,当输入信号为零时,集成运放的输出电压不为零,该输出电压称为输出失调电压。为了使输出电压回到零,需要在输入端加上反向补偿电压,该补偿电压称为输入失调电压V IO 。V IO 可能为正,也可能为负。高质量运放的V IO 一般在1mV 以下。V IO 的大小主要反映了运放内部差分输入级中两个三极管V BE 的失配程度。当运放的输入外接电阻(包括信号源内阻)比较小时,失调电压及其温漂往往是引起运放误差的主要原因。 输入失调电压的测试电路如图9.19所示。电路中R 1和R 3、R 2和R 4的参数应严格对称。测出输出电压V O1的大小(实测值可能为正,也可能为负),则输入失调电压为: O1211IO V R R R V += 图9.19 V IO 测试电路 2.输入失调电流I IO 的测量 在常温下,当输入信号为零时,集成运算放大器两个输入端的输入电流之间的差值称为输入失调电流I IO ,设I BP 和I BN 分别是运放同相输入端和反相输入端的输入电流,则输入失调电流I IO =│I BP -I BN │。集成运放的I IO 一般在100nA (1nA=10-9A )以下。输入失调电流的大小反映了运放内部差分输入级中两个三极管基极静态电流的失配程度。当集成运算放大器的输入端外接电阻比较大时,输入失调电流及其温漂是造成运放误差的主要原因。 输入失调电流的测试电路如图9.20所示,电路中R 1= R 3,R 2=R 4,而且两个输入端上的电阻R b 必须精确配对才能保证测量精度。图9.20与图9.19之间的区别是两个输入端上均引

集成运放电路的应用分析

摘要集成运算放大电路简称集成运放电路,其属直接耦合的多级放大电路的一种。它通过对半导体集成工艺的运用来实现电路与电路系统以及元件三结合。因其使用的集成工艺可使相邻元器件间的参数保持较高的一致性,且其采用多晶体管复杂电路,使得性能极为优越。集成运算电路型号较为复杂,但所有型号中,通用型集成运放应用最为广泛。其内部电路可大致分为差分输入级、中间级与互补输出级,且各级之间均带有不同的电流源电路。本文主要对集成运放电路的特点、分析及应用进行了初步分析,为集成运放电路的更为广泛的应用提供参考。 【关键词】集成运放电路线性应用非线性应用 运算放大器又称运放,其英文缩写为op amp,其最初应用于模拟计算机对模拟信号进行加减法、微积分等数学运算,并因此得名。自其1963年问世已经历了整整三代的升级,其第四代产品,即集成运放通过对中、大规模集成技术加以利用,将之前极为复杂的分立元件电路部件集成在一片极小的芯片上。第四代产品设计调试更为简便,且性能更为稳定可靠,通用性极强,性价比较之于前三代也更高,且灵活性更大。继承运放是包含两个输入端、高输入阻抗和一个输出端的高增益的电压放大器。我们在它的输入端与输出端之间加上一个反馈网络,则可成功实现各种电路功能。在当前的模拟电路中,除去大功率及高频等较特殊的场合外,集成运放电路已基本取代分立元件电路。运算放大器可顺利实现放大其、比较器、缓冲器、电平转换器、积分器、有源滤波器以及峰值检波器等多种电路功能,并且其应用范围已由最初的计算机延伸至电子、汽车、通信以及消费娱乐等诸多产品和各个领域。目前,基本上各个大型半导体制造商所制造的产品线中均应用了运算放大器。而且随着集成技术的不断发展,其应用也从最初的信号运算延伸至对信号的处理、产生及变换等。集成运放的应用可大致分为线性与非线性应用两大类型,对于电子技术人员来说,对运放电路进行正确判断极为重要,因而对其进行准确的分析则显得十分重要。 1 集成运放应用及其判断方法 集成运放因其较强的通用性,目前已广泛应用于对信号进行处理、运算以及测量等诸多方面。集成运放电路具有多种不同型号,且不同型号之间其相应的内部线路也不相同,但各型号间电路总体机构极为相似,均是由输入级、输出级、中间放大级与偏置电路这四部分所构成,集成运放应用已发展为目前模拟电子技术中极为重要的一项内容,因而其相关应用也引起人们日渐重视。根据其相关属性可将集成运放电路分为线性与非线性应用两大类型,对某一运放电路及时作出准确判断极为重要。集成运放电路不同功能的实现必须通过对其的分析中得出,而通常情况下我们对电路类型的分析则是根据该电路工作的不同区域特点加以判断。若对电路运放所属应用类型无法准确判断,则难以利用其相应的应用特点来对其电路功能进行确定。 集成运放电路其内部的多级放大电路可将其分为输入级、中间级、输出级与偏置电路四大基本部分(见图1)。 1.1 集成运放线性应用电路 1.1.1 判断方法 集成运放电路线性应用最为重要的特征为其电路中存在负反馈,即是说在其相应的单元运放输出端与其反相输入端间跨接负反馈网络,只要该电路中存在负反馈网络,该集成运放则属于线性应用,该应用工作区域在线性区域。 1.1.2 理想集成运放线性区的特点 一旦集成运放电路与深度电压负反馈进行外接后,该电路集成运算放大器即可处于理想的线性工作范围内,而此时该电路输出的电压vo及输入电压va两者间运算关系则取决于输入端阻抗与外接负反馈网络间的连接方式,而与该运放本身完全无关。如此我们则可充分利

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