集成运放的主要参数以及测试方法
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运放参数解析定义大全一、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,即功率带宽,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。
三、运放关于带宽和增益的主要指标以及定义1、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。
集成运放的特性和主要性能指标一、集成运放的电压传输特性和三项基本参数例:设Aod=105,、为±10V,则±Vin=±10/105 =±10-4V =±0.1mV,集成运放线性放大区所对应的输入信号范围很小。
在理想条件下集成运放的电压传输特性曲线通过坐标原点。
运放的电压既可以用增量(或交流量)表示,也可以用瞬时量表示。
实际运放的传输特性曲线不通过坐标原点,称为输出失调。
为了弥补输出失调电压,通常在运放输入级电路中设置了调零端。
(1)开环差模电压放大倍数AodAod一般为104~106(即80~120dB)。
在手册中Aod 常以V/mV作单位,如100V/mV即为105。
(2)差模输入电阻Rid,。
如CF741的Rid≈1MΩ,高阻型运放的Rid 可达104M Ω以上。
(3)输出电阻Ro集成运放的输出电阻R。
,通常为100Ω至1kΩ之间。
二、集成运放的失调参数(1)输入失调电压VIO:集成运放在VId=0时的输出电压称作输出失调电压,记作Voo。
为了使输出电压回到零,需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,。
(2)输入失调电压漂移dVIO/dT。
输入失调电压的温度系数,反映输入失调电压随温度而变化的程度。
(3)输入失调电流IIO。
反映集成运放输入端输入电流的不平衡程度。
:输入失调电流;:输入偏置电流。
(4)输入失调电流温漂dIIO/dT:反映输入失调电流IIO 随温度而变化的程度分析输出失调电压和失调电流的模型。
,(1) 应选择R1=R2。
R1、R2 称为输入平衡电阻。
(2) R1和R2越小,则IIO对Voo的影响也越少。
因此,在实际使用时,要求运放两个输入端的外接平衡电阻相等且较小。
(3) 由于运放开环增益很大,即使运放输入端短路,运放的输出电压也已进入接近±Vcc的电压了(假定Aod=104,VIO为1.5mV,则Voo已达15V)。
运放参数介绍1.1主要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欧姆或更大时),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。
运放参数解析定义全一、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,即功率带宽,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。
三、运放关于带宽和增益的主要指标以及定义1、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。
运放参数的详细解释和分析运放(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种主要用于放大和处理电信号的电子器件。
它是非常重要的集成电路之一,广泛应用于各种电子设备和系统中,如放大电路、滤波电路、模拟计算器、比较器等。
本文将详细解释并分析运放的参数。
1. 增益(Gain):增益是运放最重要的特性之一,用于描述输入信号与输出信号之间的放大比例。
它通常以电压倍数(Voltage Gain)表示,即输出电压与输入电压的比值。
增益可以是正值或负值,表示了放大器是否进行了相位反转。
增益通常以dB(分贝)为单位,即20log(Vout/Vin)。
增益可以由外部电阻和内部电路元件决定,可以通过选择合适电路参数来调整增益。
2. 输入阻抗(Input Impedance):输入阻抗是指运放输入端对外部电路的电阻。
对于传感器等输出电阻较高的装置,输入阻抗要足够大,以保持输入信号的精确度,防止干扰信号被负载吸收。
通过增加并联电阻或引入晶体管等组件可以提高输入阻抗。
3. 输出阻抗(Output Impedance):输出阻抗是指运放输出端对外部电路的电阻。
输出阻抗应尽可能小,以便输出信号能够真实地传递到负载电路。
较小的输出阻抗也能提高运放的线性性能和频率响应特性。
4. 带宽(Bandwidth):带宽表示运放能够放大的频率范围。
运放作为一个激励放大器,其输出信号随着频率的增加而衰减,当频率超出了带宽时,输出信号的幅度会显著降低,甚至无法放大。
带宽可以通过增加增益带宽积来提高。
增益带宽积是增益和带宽的乘积,其值越大表示运放能够放大更高的频率。
6. 运放的失调电流(Input Offset Current):失调电流是指两个输入端之间的电流差异。
输入端的电压差异产生失调电流,这会导致输出信号与输入信号之间存在误差。
失调电流的大小取决于运放本身的结构和设计,并可以通过外部电路进行校准。
7. 噪声(Noise):噪声是指运放输出端的不想要的信号,通常表现为随机应变,被称为随机噪声。
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:一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
集成运算放大器资料①提示:可按Ctrl+F键进行查找通用运放(130种)返回ALD1704 XALD1722 XALD2704 XALD2722 XALD4704 XAPA4558 APC558 BA10358 XBA14741 XBA4558X ELM842 AELM854x AFAN4272G1211G1212HA17301PHA17324XHA17358XHA17741XHA17747XKA1458XKA201AKA224KA248KA258KA2902KA2904KA301AKA324KA3303KA3403KA348KA358KA4558XKA5532KA741XKF347XKF351KF353KF442XKIA324XKIA358XLM258LM2904XLM358LM6142LM6144LMH6645LMH6646LMH6647LS404MAX4352MAX4353MAX4354MAX4452MAX4453MAX4454MB3614MB3615MB47358MC3405MM3002NCV2904NE5230NJM12902NJM12904NJM13403NJM13404NJM14558NJM1458NJM2058NJM2059NJM206NJM210NJM2107NJM2112NJM2115NJM2119NJM2120NJM2123NJM2125NJM2143NJM2172NJM2902NJM324NJM3403ANJM3404ANJM353NJM4558NJM4559NJM4560NJM4562NJM4565NJM458NJM4741NJM741OP02OP04OP09OP11OP14SA5230TA74358PTA75060PTA75061PTA75062XTA75064XTA75070PTA75071XTA75072XTA75074XTA75254PTA75324XTA75358XTA75458XTA75557XTA75558XTA75559XTA75902XTA75S01FTA75W01FUTLC252XTLC254XTS274XTS902TS912TS914TSH24UA741UTCM210宽频带运放(21种)返回AD840AD841BB3554 MC33071X MC33072X M C33074XMC34071XMC34072XMC34074XMC4558M X3554NJM2116NJM2136TS612TS613T S634TSH110TSH111TSH112TSH113T SH114精密运放(含低漂移、零漂移、低偏流、低偏压、低失调运放和仪器运放)(75种)返回AD70 4AD70 5AD70 6AD70 7AD70 8AD82 4AD84 5AD84 6ALD1702XALD1703ALD1712XALD2702XALD2711XALD4702XLMV301LT1006LT1013LT1014LT1152LT1250LT1884LT1885LTC1051LTC1053LTC2050XLTC2051LTC2052MAX400MAX480MM1278MM6558MXL1001MXL1013MXL1014MXL1178MXL1179NJM062NJM064NJM072XNJM074NJM082XNJM084NJM2097NJMOP-07NJU7042NJU7051NJU7052NJU7054NJU7061NJU7062NJU7064OP07-1OP07-2OP07COP-10OP-12OP-15OP-16OP-17OP177OP193OP20OP293OP493OP-80OP90OP-90OP-97PM-1012PM-155APM-156APM-157ATS27M4XTS512XUA748低电压运放(63种)返回AD8517 AD8527 AD8631 AD8632 CMC7101A CMV7101 CMV7106 DS4802 FAN4113 FAN4114 LMV921 LMV922 LMV924L MV981LT1884LT1885MAX4240MAX4241MAX4242MAX4243MAX4244MAX4289MAX4291MAX4292MAX4294MAX4464M AX4470MAX4471MAX4472MAX4474MC33501MC33502MC33503MIC7111NCS2001NCS7101NE5230NE5234NJU7001N JU7002NJU7004NJU7007NJU7008NJU7017NJU7018NJU7019NJU7021NJU7022NJU7024NJU7031NJU7032NJU7034S A5230SA5234TS1851TS1852TS1854TS1871TS1872TS1874UTCLMV358XC221A1100MRXC221A1200MR比较器(7种)返回ALD2301X ALD2302X ALD2303X ALD4302X MB4204SA58603TA75W393FU 低功率微功耗运放(90种) 返回ALD1701 XALD1706 XALD1721 XALD1726 XALD2701 XALD2706 XALD2721 XALD2726 XALD4701 X ALD4706XCMC7106CMV1010CMV1016CMV1020CMV1026CMV1030CMV1036ELM832ALM124LM158LM158xLM224-1LM224-2LM258-1LM258-2LM258xLM2902LM2902XLM2904-1LM2904-2LM2904XLM324X-1LM324X-2LM358LM358x-1LM358x-2LMC6442LMH6642LMH6643LMH6644MAX433MAX4331MAX4332MAX4333MAX4334MC3303MC33171MC33172MC3403MC3503MC35171MC35172MCP606MCP607MCP608MCP609MIC861MIC91MIC911MIC912MIC913MIC914MIC915MIC916MIC918MIC919NCV2902NCV2904NE532NJM022NJM022BNJM213NJU7011NJU7012NJU7013NJU7014NJU7015NJU7016NJU7091ANJU7092ANJU7093ANJU7094NJU7095NJU7096SA532SA534SE532TS931TS932TS934低噪声运放(45种)返回HA-5127XHA-5137HA-5137AHA-5147HS-5104ARH HS-5104ARH-T KIA4558XKIA4559XLM381X L M387XLM833LMH6654LMH6655LT1792LT1793MC33077MC33078MC33079-1M C33079-2MXL1007NE5532X-1NE5532X-2NE5534X-1NE5534X-2NJM2041NJM2043NJM2068N JM2114NJM2122NJM5532NJM5534OP113OP213OP27OP37OP413R F2304RF2314SA5534XSE5532XSE5534X-1SE5534X-2TC7652TS522TS524高速运放(29种) 返回AD711A D848B A15532X N JM2716T LV2781XAD712 AD713 AD843 AD844 AD847AD849ALD1502ALD2502ALD4501BA15218XBA4510XBA4560XFAN4230NJM2121NJM2710NJM318TL3X071XTL3X072XTL3X074XTLV2780XTLV2782XTLV2783XTLV2784XTLV2785X低失真运放(5种)返回INA103I NA163L T1115L T1806L T1807高输出电流高驱动能力运放(12种) 返回A D842 LMH6672 MAX4230M AX4231MAX4232MAX4233M AX4234MC33076NJM3414AN JM4556AOP176OP279可编程运放(5种)返回LC7972X L T1167T LC251X T S271X T S652其他特殊运放(18种)返回B A10324X BA3131FS CA3160X ICL7650X ICL7652X I CL7653XLM10LM201ALM301ALT1794M AX420MAX421MAX422MAX423MM1462XN JM13600NJM13700NJM2140第二部分模拟电路实验实验2.9 集成运算放大器的测试[要点提示]一、实验目的二、实验预习要求三、实验原理四、实验仪器设备五、练习内容及方法六、实验报告[内容简介]一、实验目的掌握集成运算放大器主要参数的测试方法。
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可以通过调零进行补偿,因此更为重要。
(5)输入偏置电流Ib。
常温下,输入信号为零时,两个输出端的基极偏置电流的平均值。
即:Ib=1/2(Ib- + Ib+)通常,Ib在10nA~1uA的范围内。
在放大器差动输入级的集电极静态电流一定的情况下,输入偏置电流的大小直接反映了输入级晶体管的B值。
输入偏置电流愈小,输入失调电流也愈小,同时放大器的输入电阻也愈高。
3.输出特性(1)输出电压的最大不失真范围Vop-p。
输出电压的最大不失真范围是指:运算放大器在额定电源电压和额定负载下,不出现明显削波失真是所得到的最大峰值输出电压(也称为最大输出电压、输出电压摆幅、输出电压动态范围)。
一般常规运放的Vop-p指标约比正、负电源电压各小2~3V。
(2)输出电流的最大失真值范围Iop-p。
输出电流的最大失真范围是指:运算放大器在额定电压和额定负载下,不出现明显的削波失真时所得到的最大峰值输出电流(也称为最大输出电流、输出电流摆幅、输出电流动态范围)。
4.共模特性共模特性是指共模输入信号作用下的特性。
常用的参数有:(1)共模抑制比CMRR。
把放大器的输入信号分为差模信号与共模信号,这只是针对有两个输入端的差分放大器以及输入级均由个种形式的差分电路所组成的运算放大器而言。
(a)(b)图为差模与共模信号电路●差模信号。
如图(a)所示,当两个大小相等,极性相反的直流信号Vi+=10mV、Vi-=-10mV,或是一对幅值相等而相位相反的交流信号如Vi+=10mVsin(wt)、Vi-=-10mVsin(wt+pi)被加到它的两个输入端时,对于这种成对出现、但对差分电路两边晶体管作用相反(使一边晶体管注入电流Ib增大,而另一边Ib减小)的信号称为差模输入信号或差动输入信号,这是需要加以放大的有用信号。
●共模信号。
如图(b)所示,对在运算放大器或差分电路两输入端上出现的。
不仅大小相等,而且极性或相位也完全相同的信号称为共模输入信号。
在运放或差分电路中共模信号是应该加以抑制的无用信号。
共模抑制比是全面衡量集成运放差动输入级各参数对称程度的标志,十分重要。
其定义式为:CMRR=|AvD/AvC| 或CMRR=20lg|AvD/AvC|式中 AvD——差模电压增益。
AvC——共模电压增益。
由此可见,运算放大器的差模增益AvD 越高,共模增益AvC 越低,其共模抑制比CMRR就能具有较高的数值。
共模抑制比CMRR越大,它对温度影响的抑制能力就越强。
因此,不论运放是否工作在有、无共模信号的情况,CMRR指标总是越大越好。
集成运放的共模抑制比通常是很高的。
国产运放的共模抑制比指标如下:●通用I型运放 CMRR>70~80dB●通用II型运放 CMRR>65~80dB●通用III型运放 CMRR>70~90dB●低漂移运放 CMRR>80~110dB●单电源运放 CMRR>70dB●高阻抗运放 CMRR>86dB●CMOS运放 CMRR>76dB(2)共模电压范围Vcp-p。
运放电路所能承受的最大输入共模电压,称为共模电压范围。
超过这个电压,运放电路的共模抑制比将显著下降。
例如用集成运放接成电压跟随器电路时,其共模电压范围是指:输出端产生1%跟随误差时,输入共模电压的幅度值。
5.电源特性(1)静态功耗Pe。
静态功耗是在不接负载,且输入信号为零时,运算放大器本身所消耗电源的总功率。
典型值为几十至几百毫瓦,专用的低功耗运放均为几毫瓦。
(2)电源电压抑制比PSRR。
由电源电压变化产生的输入失调电压变化值对电源电压变化值之比。
集成运放的测试方法:●开环参数的测试方法开环参数系指集成运放不加反馈时,在差模输入信号作用下的特性。
(1)测试说明。
开环参数的测试通常采用低频(100~400Hz)交流信号进行测量。
只要信号频率低于开环放大器的截止频率。
测试信号可以从同相端加入,同向输入常用的开环参数测试电路如图(c)所示;测试信号也可以从反相输入端加入,反相输入常用的开环测试电路如图(d)所示。
图(c)同相输入开环参数测试电路图(d )反相输入的开环参数测试电路对于图(c )来说,其反馈信号通过反馈电阻器Rf 和电容Cf 加在反相端。
对于零点漂移一类的直流量,电容Cf 可看成开路,反馈至反相端的电压与输出电压接近相等,整个电路处于很深的负反馈状态之下,电压增益约等于1。
但是,对于待测交流信号,由于电容Cf 的容量相当大,电容器Cf 可看作短路,反相端处于交流接地状态,相当于无负反馈作用,放大器处于开环状态。
(2)同相输入时开环增益Ao 的测量。
当输入信号频率在100~400Hz 之间时,图(c )电路中的Cf 可视为短路,电路处于交流开环状态,输出电压Vo 与输入电压Vi 之比值即为开环电压增益Ao 。
图(c )中的电阻器R1和R2是为提高输入交流电压的测量精度而设置的,分压比为: 2R /(1R + 2R )≈310-C1为隔直电容器,C2为交流旁路电容器,电阻R3与Rf 相等,用来克服静态基极电流对输出电压的影响。
开环电压增益为: o Vo A Vi = = 3122.10R R Vo Vo Vs R Vs+=⨯ (3)反相输入时开环增益Ao 的测量。
相关电路如图(d )所示。
图中电阻(1R + 2R )和2R 组成直流负反馈电路,以稳定静态工作点,并减小电路失调对输出电压的影响。
Rf 和Rs 所构成的交流负反馈,使整个电路工作稳定。
测试电路元件的取值,应使: (1R + 2R )≥R s ,1R ≥2R为保证Vi 为非常小的直流成分变化量,而对交流信号Vs 中的交流成分反馈量,经过大电容C1分掉,整个电路对交流相当于开环。
`2R 作用是保证两个输入直流电阻平衡。
测试时,将负载开路(如有RL 时),外加低额(如100Hz )交流信号电压Vs ,Vs 经过1R 、2R 分压,使输入信号Vi 足够小,以保证电路工作在线性区。
测出输出电压VA ,即: 12220lg .)O o AV R R A R V +=( 2R 值尽量小些,以减小Ios 和集成运放输入电阻i r 的影响,一般用几十至几百欧。
(4)开环频率特性的测量.开环频率特性也称为开环带宽,由于集成运放的下截止频率为零,故上截止频率H f 就代表整个电路的带宽.它是开环增益下降到-3dB 时所对应的第一转折频率.这一特性参数的测量与测试Ao 的方法相同.只要测出集成运放在几个不同频率信号时的开环增益就行了.(5)开环输入电阻i r 的测量.①测量基理.图(e )说明开环输入电阻测试原理图。
图中R 是已知的标准电阻,它与信号源、被测的集成运放输入电阻i r 相串,信号源供出的电压Vs ,在R 和待测电阻i r 上分压。
如果电压Vi 刚好为Vs 的一半即:图(e )开环输入电阻测试原理简图Vi=0.5Vs则说明R=i r ,这种测输入电阻的方法称串联电阻法。
对于输出电阻的测量,其原理是完全类似的。
②测量电路。
测开环输入、输出的电阻如图(f )所示。
电路中的Rf 和Cf 使电路处于直流闭环、交流开环状态。
为了使测量结果真确,既避免非线形失真,又不包括电抗部分,测量所用的信号应为低频小信号。
图(f )测开环输入、输出电阻电路③计算公式。
测量是,SA2打开,使RL 开路,然后根据以下公式计算:212i i i o o i s i i s i o s o i o o V V V A V r R R R V V I V V A V A V V V R=====---- 信号源 被测集成运放Vs Vi Ri r式中 i V ——加到运放输入端的信号电压。
i I ——加到运放输入端的信号电流。
1o V ——开关闭和时测得的输出电压。