集成运算放大器的六个特性
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集成运算放大器的典型结构及特点
一、集成运放的典型结构运放的典型电路通常有三级放大电路组成。
运放输入级:—差分放大(差动放大器)电路,该级要求有低温漂,高共模抑制比和高输入电阻特性。
中间放大级:通常采纳CE(CS)放大电路,运算放大器的增益主要由这一级担当,所以这一级要有很高的电压增益。
输出级:采纳互补对称式射极跟随器结构。
输出级要求能驱动较大的负载,有肯定的输出电流和输出电压,因此,对该级要求具有低输出电阻。
二、集成运放的主要特点
1. 它具有“二高一低”特性的线性组件。
即高增益、高输入电阻、低输出电阻的多级直接耦合放大器。
2. 为保证有合适的静态工作点,并低功耗,电路采纳微电流源作为偏置,放大电路负载采纳有源负载,以提高电压增益。
3. 在抱负条件下,集成运算放大器可以看成一个电压掌握电压源来等效(VCVS)。
集成运放的电路符号:
在低频小信号的条件下,运算放大器可用右边低频小信号模型等效。
在抱负条件下有:Rid→∞,Rod→0,Aod→∞。
1。
运算放大器简介运算放大器是运用得非常广泛的一种线性集成电路。
而且种类繁多,在运用方面不但可对微弱信号进行放大,还可做为反相、电压跟随器,可对电信号做加减法运算,所以被称为运算放大器。
不但其他地方应用广泛,在音响方面也使用得最多。
例如前级放大、缓冲,耳机放大器除了有部分使用分立元件,电子管外,绝大部分使用的还是集成运算放大器。
而有时候还会用到稳压电路上,制作高精度的稳压滤波电路。
各种运放由于其内部结构的不同,产生的失真成分也不同,所以音色特点也有一定的区别。
本来我们追求的是高保真,运放应该是失真最低,能真实还原音乐,没有个性的最好。
但是由于要配合其他音响部件如数码音源、后级功放管等如果偏干、偏冷则可搭配音色细腻温暖型的运放,而太过阴柔、偏软的则可搭配音色较冷艳、亮丽的运放,做到与整机配合,取长补短的最佳效果。
所以说并不是选择越贵的运放得到的效果就一定越好,搭配很重要,达到听感上最好才算达到目的。
如果是应用在低电压的模拟滤波电路中,还要选择对低电压工作性能良好的运放种类。
市面上的运放种类不下五六百种,GBW带宽在5M以上的也有三百多种,最高的已达300MHZ,转换速率在5V/us以上的也不下几百种,最高达3000V/us。
以上介绍的几种被音响发烧友们炒得火热的,其实还有大量未被大家熟知的上乘佳品可供选择,大家不必局限于以上几种。
一种运放型号的封装也可分为金封、陶封和塑封,一般来说金封、陶封的质量较好,塑封的品质稍差。
利益的驱使,什么都有假货,运放也不例外,市面上的假货不少,如果想便宜捡好货,那就要慧眼识珠了,不太在行的在购买时就要注意,宁可多花一块几毛,也要到信誉较好的商家去买。
低档运放JRC4558。
这种运放是低档机器使用得最多的。
现在被认为超级烂,因为它的声音过于明亮,毛刺感强,所以比起其他的音响用运放来说是最差劲的一种。
不过它在我国暂时应用得还是比较多的,很多的四、五百元的功放还是选择使用它,因为考虑到成本问题和实际能出的效果,没必要选择质量超过5532以上的运放。
功 率 放 大 电 路功率放大电路在多级放大电路的输出级,通常在大信号下工作,向负载提供尽可能大的功率,来推动负载工作。
功率放大电路的特点1. 在负载允许的失真限度内尽可能的提供最大输出功率2. 转换效率(直流电源供给功率)负载获得的功率VO P P )(=η高。
3. 非线性失真尽可能小。
4. 散热好功率放大电路的工作状态按三极管静态工作点Q 在输出特性曲线上所处位置的不同,功率放大电路分为甲类、甲乙类、乙类三种工作状态。
甲类当Q 点选择在交流负载线的中点时,信号整个周期内都有静态电流流过,这种工作状态称为甲类。
在甲类状态下,无论有无信号,电源提供的功率为C CC I U P =。
无输入信号,即静态时,电源提供的功率全部消耗在管子和电阻上。
有输入信号时,电源提供的功率一部分转化为有用的输出功率,信号越大,输出功率越大。
由于电流有较大的直流分量C I ,可以证明,甲类功率放大电路的效率理论上最高只能达到50%甲乙类为了提高效率,在电源电压C U 一定的条件下,可使Q 点沿交流负载线下移,使C I 减小,可得到如图所示的甲乙类工作状态。
若Q 下移到0≈C I ,此时静态管耗为最小,这种状态称为乙类。
功率放大电路工作在甲乙类和乙类,虽然降低了静态时的功耗,提高了效率,但却产生严重的波形失真。
乙类为了减小波形失真,在电路形式上一般可采用互补对称射极输出器的输出方式。
乙类互补对称功率放大电路如下图为乙类互补对称功率放大电路的原理图,图中T1为NPN 型晶体管,T2为PNP 型晶体管,它们的特性、参数对称。
电路为正、负电源供电,信号从基极输入,从发射极输出,为一对射极输出器。
静态时0=i u ,两管均处于截止状态,有021==B B I I ,021==C C I I ,所以发射极电位021==E E U U ,输出电压0=o u 。
动态时,在输入正弦交流电压i u 的正半周期T1导通,T2截止,流过负载电阻L R 的电流约为1C L i i =;在i u 的负半周期T1截止,T2导通,流过L R 的电流约为2C L i i =。
电路中的集成运算放大器有哪些常见应用集成运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种高增益、差分输入的电子放大器,广泛应用于各种电路中。
其特点是具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益和宽带宽等特性,使其在电子电路中具有广泛的应用场景。
本文将介绍集成运算放大器的常见应用。
一、比较器应用集成运算放大器常用作比较器,将两个输入信号进行比较,并输出高电平或低电平信号。
比较器广泛应用于模拟量与数字量的转换电路、触发器电路和开关电路等。
由于集成运算放大器的开环增益极高,可以将其作为一个高增益的比较器来使用。
二、信号放大器应用集成运算放大器可以作为信号放大器,常常用于放大小信号。
在电子测量仪器、音频设备和放大器电路中,集成运算放大器可以将微弱的输入信号放大到足够的幅度,以便后续电路进行处理。
同时,由于集成运算放大器具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点,可以有效地保持信号的稳定性和减小干扰。
三、滤波器应用集成运算放大器被广泛应用于滤波器电路中,用于实现不同类型的滤波功能。
通过合理设计电路参数,可以实现低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波等不同的滤波效果。
这些滤波器常见于音频设备、无线通信电路和精确测量仪器等领域,用于滤除噪声、增强特定频率信号或去除干扰。
四、运算器应用集成运算放大器还可作为数学运算器,用于实现信号的数学运算。
比如,加法器、减法器和乘法器等。
在模拟计算系统、自动控制系统以及信号处理系统中,集成运算放大器可以实现各种数学运算,对输入信号进行处理和合成。
五、积分器和微分器应用集成运算放大器可以通过不同的电路连接方式构成积分器和微分器,用于实现信号的积分和微分运算。
积分器常用于测量仪器、自动控制系统和滤波器中,实现对信号的积分操作,从而得到积分结果。
微分器则在信号处理和自动控制系统中广泛使用,用于实现对信号的微分运算,反映信号变化率。
六、振荡器应用集成运算放大器还可作为振荡器的关键组件,用于产生稳定的振荡信号。
电路中的运算放大器有哪些特性电路中的运算放大器在电子领域中扮演着十分重要的角色。
它是一种用于放大模拟信号的器件,具有许多独特的特性。
本文将详细介绍电路中的运算放大器的特性。
一、增益特性运算放大器的主要功能是放大输入信号,所以其增益特性非常重要。
一般来说,运算放大器的增益非常大,在几千到几百万倍之间。
这种高增益可以有效地放大微弱的输入信号,以提供足够大的输出信号。
二、输入电阻和输出电阻运算放大器的输入电阻非常大,可以达到数十兆欧姆。
这样的高输入电阻意味着运算放大器对外部电路的负载影响非常小,保持了电路的稳定性。
此外,运算放大器的输出电阻非常小,可以达到数十欧姆。
这种低输出电阻使得运算放大器能够驱动较大的负载,同时保持较低的输出电压失真。
三、输入偏置电流和输入偏置电压运算放大器的输入偏置电流非常小,一般在纳安级别。
这种小的输入偏置电流可以保持输入信号的准确性,降低对外部电路的影响。
此外,输入偏置电压也非常小,一般在微伏级别。
小的输入偏置电压可以减少输出信号的失真,并保持电路的精确性和可靠性。
四、频率响应特性运算放大器的频率响应特性是其另一个重要特点。
通常,运算放大器的增益随着频率的增加而降低,这是由于内部电容和频率补偿电路的存在导致的。
然而,一些特殊设计的运算放大器可以实现更宽的频率范围,并且在更高频率下保持较好的增益稳定性。
五、共模抑制比运算放大器的共模抑制比是其抑制输入信号中共同模式信号的能力。
较大的共模抑制比意味着运算放大器能够更好地抵抗来自外部干扰源的共同模式干扰。
一般来说,高质量的运算放大器具有较高的共模抑制比,提供更准确的放大结果。
六、温漂特性运算放大器的温漂特性是指其放大性能随着温度的变化而变化的程度。
高品质的运算放大器通常具有低温漂,其放大性能几乎不受温度变化的影响。
这种稳定的性能可以确保在不同温度条件下获得一致的放大结果。
综上所述,电路中的运算放大器具有增益特性高、输入电阻和输出电阻合适、输入偏置电流和输入偏置电压较小、频率响应范围较宽、共模抑制比高以及较低的温漂特性等独特的特点。
集成运算放大器简称运算放大器,是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。
与分离元件构成的电路相比,运算放大器具有稳定性好、电路计算容易、成本低等优点,因此得到广泛应用。
其可完成信号放大、信号运算、信号处理、波形变换等功能。
按性能可分为通用型、高阻型、高速型、低温漂型、低功耗、高压大功率型等多种产品。
1、最基本的运算放大器电路
典型的运算放大器是反相放大器,如图1所示。
输入信号V i是由“-”号端加入的,其输出电压V0和输入电压反相,电压增益为:G=V0÷V i=R2÷R1,故输出电压为:V0=-(R2÷R1)×V i
图1 反相放大器电路原理图
同相放大器,如图2所示。
输入信号Vi是由“-”号端加入的,其输出电压V0和输入电压同相,电压增益为:G=V0÷V i=1 (R2÷R1),故其输出电压为:V0=[1-(R2÷R1)]×V i。
所谓“同
相”和“反相”是指输入信号的极性相对于由它引起的输出信号的极性而言的。
图2 同相放大器电路原理图
2、运算放大器的特性
充分认识和理解运算放大器的特性,认为对学习和应用运算放大器以及仪表维修工作将是很有帮助的。
现简述如下:
①运算放大器两个输入端之间的电压总为零,这是运算放大器最重要的特性。
由于两个输入端之间的“虚短路”以及“输入阻抗非常大”,意味着运算放大器不需要输入电流,也可认为运算放大器的输入电流等于零。
②运算放大器的同相端电位等于反相端电位,即运算放大器工作正常时,两输入端有相同的直流电位。
前提是输出电压在直流电源的正电压和负电压之间,且输出电流小于运算放大器额定输出电流时。
③运算放大器的电压增益等于无限大,即可用很小的输入电压获得非常大的输出电压。
运算放大器通电后,只需在输入端两端加上毫伏级的电位,就可以很容易地使输出进入正的或负的饱和状态。
④运算放大器的输出阻抗Z=0,即在电路设计和电源所允许的范围内,可以从运算放大器输出端拉出电流,且在输出端不会出现明显的电压降。
⑤运算放大器可把输出电压的波动范围限制在直流电源的正电压和负电压之间,即运算放大
器具有电压限幅能力。
其输出电压的波动幅度取决于运算放大器的正直流电源电压值和负直流电源电压值。
⑥标准运算放大器的输出电流通常限制在10mA以内,运算放大器能自动把输出电流限制在安全工作区。