使用运算放大器时需要注意的几个问题
- 格式:doc
- 大小:196.00 KB
- 文档页数:4
使用运算放大器应注意的几个问题1、选用元件集成运算放大器按其技术指标可分为通用型、高速型、高阻型、低功耗性、大功率型、高精度型等;按其内部电路可分为双极型(由晶体管组成)和单极型(由场效晶体管组成);按每一集成片中运算放大器的数目可分为单运放、双运放和四运放。
通常根据实际要求来选用运算放大器。
如测量放大器的输入信号微弱,它的第一级应选用高输入电阻、高共模抑制比、高开环电压放大倍数、低失调电压及低温度漂移的运算放大器。
选好后,根据管脚图和符号图连接外部电路,包括电源、外接偏置电阻、消振电路及调零电路等。
2、消振由于运算放大器内部晶体管的极间电容和其他寄生参数的影响,很容易产生自激振荡,破坏正常工作。
为此,在使用时要注意消振。
通常是外接RC消振电路或消振电容,用它来破坏产生自激振荡的条件。
是否已消振,可将输入端接“地”,用示波器观察输出端有无自激振荡。
目前由于集成工艺水平的提高,运算放大器的内部已有消振元件,毋需外部消振。
3、调零由于运算放大器内部参数不可能完全对称,以至于当输入信号为零时,仍有输出信号。
为此,在使用时要外接调零电路。
如图所示的F007运算放大器,它的调零电路由-15V,1kΩ和调零电位器组成。
先消振,再调零,调零时应将电路接成闭环。
一种是无输入时调零,即将两输入端接“地”,调节调零电位器,使输出电压为零。
另一种是在有输入时调零,即按已知输入信号电压计算输出电压,而后将实际值调整到计算值。
4、保护(1)输入端保护当输入端所加的差模和共模电压过高时会损坏输入级的晶体管。
为此,在输入端接入反向并联的二极管,如图1所示,将输入电压限制在二极管的正向电压降以下。
(2)输出端保护为了防止输出端电压过大,可利用稳压管来保护,如图2所示,将两个稳压管反向串联,将输出电压限制在()的范围内。
是稳压管的稳定电压,是它的正向电压降。
图1输入端保护图2 输出端保护(3)电源保护为了防止正、负电源反接,可用二极管来保护,如图3所示。
运放基本应用电路运放基本应用电路运算放大器是具有两个输入端,一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。
若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。
当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。
运算放大器可进行直流放大,也可进行交流放大。
R f使用运算放大器时,调零和相位补偿是必须注意的两个问题,此外应注意同相端和反相端到地的直流电阻等,以减少输入端直流偏流 U I 引起的误差。
U O 1.反相比例放大器 电路如图1所示。
当开环增益为 ∞(大于104以上)时,反相放大器的闭环增益为: 1R R U U A f I O uf -== (1) 图1 反相比例放大器 由上式可知,选用不同的电阻比值R f / R 1,A uf 可以大于1,也可以小于1。
若R 1 = R f , 则放大器的输出电压等于输入电压的负值,因此也称为反相器。
放大器的输入电阻为:R i ≈R 1直流平衡电阻为:R P = R f // R 1 。
其中,反馈电阻R f 不能取得太大,否则会 产生较大的噪声及漂移,其值一般取几十千欧 到几百千欧之间。
R 1的值应远大于信号源的 O 内阻。
2.同相比例放大器、同相跟随器 同相放大器具有输入电阻很高,输出电阻很低的特点,广泛用于前置放大器。
电路原理图如图2所示。
当开环增益为 ∞(大于104以上 图2 同相比例放大器 )时,同相放大器的闭环增益为:1111R R R R R U U A f f I O uf +=+== (2) 由上式可知,R 1为有限值,A uf 恒大于1。
同相放大器的输入电阻为:R i = r ic其中: r ic 是运放同相端对地的共模输入电阻,一般为108Ω;放大器同相端的直流平衡电阻为:R P = R f // R 1。
若R 1 ∞(开路),或R f = 0,则A u f 为1,于是同相放大器变为同相跟随器。
此时由于放大器几乎不从信号源吸取电流,因此 U可视作电压源,是比较理想的阻抗变换器。
如何使用电路中的运算放大器运算放大器是电子电路中常见的一种器件,它具有放大信号和进行基本运算的功能。
在很多电子设备和应用中,运算放大器都扮演着重要的角色。
本文将介绍如何正确地使用电路中的运算放大器。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一种差分放大器,具有两个输入端口和一个输出端口。
它的输出电压与两个输入电压之间的差值成正比。
在理想情况下,运算放大器的增益非常大,并且具有无限输入阻抗和无限输出阻抗。
运算放大器通常由多个晶体管组成,内部电路复杂,但我们只需要关注其基本工作原理和使用方法。
二、运算放大器的基本电路连接使用运算放大器时,一般需要将其正确地连接到其他电子元件和电源。
下面是运算放大器的基本电路连接方式:1. 差分放大器电路差分放大器是运算放大器最基本的电路连接方式。
它利用了运算放大器的差分放大特性,可以对输入信号进行放大。
差分放大器的电路图如下:```+In|+---|>|-----+| |R2 || |-In R3 || |GND ||-Out```在差分放大器电路中,R1、R2、R3 分别表示连接到运算放大器输入端口的电阻。
这个电路连接方式常用于放大信号和进行模拟运算。
2. 增益放大器电路增益放大器是运算放大器的另一种常见电路连接方式。
它可以调节输入和输出之间的增益,以满足具体的应用需求。
增益放大器的电路图如下:```+InR1+---|>|-----+| |R2 || |GND ||-Out```在增益放大器电路中,R1、R2 分别表示连接到运算放大器输入端口的电阻。
通过调节这两个电阻的比例,可以改变放大器的增益大小。
三、运算放大器的使用注意事项在使用运算放大器时,需要注意以下几个方面:1. 供电电压:运算放大器需要外部供电电压,一般为正负双电源。
供电电压应在运算放大器的工作电压范围内,过高或过低都可能导致电路运行不正常。
2. 输入电压范围:运算放大器有一个输入电压范围,超出这个范围可能会导致输出失真。
如何正确使用模拟电路中的运算放大器在模拟电路设计中,运算放大器(Operational Amplifier)扮演着重要的角色。
通过正确使用运算放大器,可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。
本文将介绍如何正确使用模拟电路中的运算放大器,以帮助读者更好地理解和应用这一关键电子元件。
一、运算放大器基础知识运算放大器是一种高增益、差模输入的集成电路,并且通常具有很大的输入阻抗和小的输出阻抗。
它由输入端、输出端和电源端组成。
1. 输入端:运算放大器的输入端通常有两个:非反馈输入端(非反)和反馈输入端(反馈)。
非反输入端为负号,反馈输入端为正号。
通过调整输入信号在这两个输入端的比例,可以实现信号放大和其他功能。
2. 输出端:运算放大器的输出端通常为单一的输出信号。
其输出信号的幅度和输入信号有一定的线性关系。
3. 电源端:运算放大器需要外部电源进行供电。
常见的供电电压为正负12V,也有其他型号和规格的运算放大器,供电电压和功耗需根据具体型号进行选择。
二、正确的运算放大器使用方法在实际应用中,为了正确使用运算放大器并获得期望的结果,我们需要注意以下几个方面。
1. 电源稳定性运算放大器对电源的稳定性要求较高。
因此,建议使用稳定的电源,可以采用电池、稳压电路或者稳定供电模块。
同时,供电电源的电压应在运算放大器的工作范围内,并保持供电电压的稳定性。
2. 输入端连接为保持运算放大器的正常工作,输入端需要合理连接。
一般情况下,将信号源通过电阻与非反馈输入端连接,而反馈输入端则可以通过电路中的元件,如电容或电阻进行连接。
3. 反馈电阻的选择反馈电阻的选择对于运算放大器的放大倍数和频率响应有着重要影响。
通过调整反馈电阻的大小可以改变运算放大器的放大倍数,同时也会影响运算放大器的频率响应。
因此,在选择反馈电阻时,需要综合考虑放大倍数和频率响应的需求。
4. 负载阻抗的合理匹配为了保证运算放大器的输出信号能够正常工作,负载阻抗的合理匹配非常重要。
adi运算放大器使用手册
ADI运算放大器使用手册
1. 概述
ADI运算放大器是一种高精度、高稳定性的放大器,广泛应用于各种电路中。
本手册将介绍其使用方法和注意事项。
2. 接法
ADI运算放大器有两个输入端和一个输出端。
通常将一个输入端接到信号源,一个输入端接到反馈电路,输出端接到负载或下一级电路。
3. 负载和反馈
ADI运算放大器的输出端需要连接一个合适的负载,以达到最佳的放大效果。
同时,通过不同的反馈电路,可以调节放大器的增益、带
宽等性能指标。
4. 参数
ADI运算放大器具有多种参数,包括增益、带宽、偏置电流、共模抑制比等。
在使用过程中,需要根据具体应用场景选择合适的参数。
5. 注意事项
在使用ADI运算放大器时,需要注意以下事项:
(1)输入电压不宜过大,以免损坏放大器;
(2)防止输出负载短路或过载,以免损坏放大器;
(3)应注意放大器的温度变化,以免影响性能和寿命;
(4)应选择合适的反馈电路,以达到最佳的放大效果。
以上是ADI运算放大器使用手册的主要内容。
在实际使用过程中,需要结合具体情况进行操作,以达到最佳的效果。
运算放大器电路的基本注意事项
1.在所有运算放大器电路中,只有当运算放大器处于有效区,即输人和输出没有在其中一个电源下饱和,才服从黄金规则I和Ⅱ(见4.1.3节)。
例如,过度驱动其中一个放大器将使输出箝位在Vo或V附近。
箝位期间,输入不再保持为相同的电压。
运算放大器输出不能在大于电源电压处波动(尽管某些运算放大器设计成可以在一个或另一个电源周围波动,但一般只能在2V以内波动)。
同样,运算放大器电流源的输出跟随有同样的限制。
例如,带未接地负载的电流源能在“正常”方向(电流与电源电压的方向一致)提供最大的Vcc-V通过负载,在反方向为V-VFF(负载可能很奇怪,比如包含电池,需要反向电压来提供前向电流;当感性负载被改变的电流驱动时,也会发生同样的事情)。
2.必须设计成负反馈。
这意味着(包括在其他情况下)一定不能将反相、同相输人端混淆。
3.在运算放大器电路中必须一直有直流反馈,否则运算放大器必定进入饱和状态。
例如,我们可以在同相放大器中从反馈网络到地之间接一个电容(降低直流增益),但不能类似地在输出和反相输入端之间串联一个电容。
4.许多运算放大器的最大差分输入电压受到比较小的限制。
同相输入端和反相输人端之间的最大电压差限制到+5V这么小。
破坏这个规则将导致较大的输入电流溢出,降低或损害运算放大器的性能。
运算放大器使用的4个步骤以及Ri、Rf的选取运算放大器的使用是电工的必修课,有人依据经验和网友讨论,总结了使用三大步骤。
一、如何实现微弱信号放大?传感器+运算放大器+ADC+处理器是运算放大器的典型应用电路,在这种应用中,一个典型的问题是传感器提供的电流非常低,在这种情况下,如何完成信号放大?对于微弱信号的放大,只用单个放大器难以达到好的效果,必须使用一些较特别的方法和传感器激励手段,而使用同步检测电路结构可以得到非常好的测量效果。
这种同步检测电路类似于锁相放大器结构,包括传感器的方波激励,电流转电压放大器,和同步解调三部分。
需要注意的是电流转电压放大器需选用输入偏置电流极低的运放。
另外同步解调需选用双路的SPDT模拟开关。
另有工程师朋友建议,在运放、电容、电阻的选择和布板时,要特别注意选择高阻抗、低噪声运算和低噪声电阻。
有网友对这类问题的解决也进行了补充,如:1) 电路设计时注意平衡的处理,尽量平衡,对于抑制干扰有效,这些在美国国家半导体、BB(已被TI收购)、ADI等公司关于运放的设计手册中均可以查到。
2) 推荐加金属屏蔽罩,将微弱信号部分罩起来(开个小模具),金属体接电路地,可以大大改善电路抗干扰能力。
3) 对于传感器输出的nA级,选择输入电流pA级的运放即可。
如果对速度没有多大的要求,运放也不贵。
仪表放大器当然最好了,就是成本高些。
4) 若选用非仪表运放,反馈电阻就不要太大了,M欧级好一些。
否则对电阻要求比较高。
后级再进行2级放大,中间加入简单的高通电路,抑制50Hz干扰。
二、运算放大器的偏置设置在双电源运放在接成单电源电路时,工程师朋友在偏置电压的设置方面会遇到一些两难选择,比如作为偏置的直流电压是用电阻分压好还是接参考电压源好?有的网友建议用参考电压源,理由是精度高,此外还能提供较低的交流旁路,有的网友建议用电阻,理由是成本低而且方便。
对此,我认为,双电源运放改成单电源电路时,如果采用基准电压的话,效果最好。
运算放大器应用技术手册【原创版】目录1.运算放大器的基本概念和原理2.运算放大器的主要应用领域3.运算放大器的选型和使用注意事项4.运算放大器的发展趋势和前景正文运算放大器是一种模拟电路,具有高增益、差分输入、零输入阻抗和无限输入阻抗等特点,广泛应用于信号放大、滤波、模拟计算等领域。
一、运算放大器的基本概念和原理运算放大器是一种模拟电路,其基本原理是基于负反馈的电路。
它的输入端有两个输入端,一个是非反相输入端,另一个是反相输入端。
当输入端的电压差为零时,输出端的电压也为零。
这种电路具有高增益、差分输入、零输入阻抗和无限输入阻抗等特点。
二、运算放大器的主要应用领域运算放大器广泛应用于信号放大、滤波、模拟计算等领域。
在信号放大方面,运算放大器可以对输入信号进行放大,使其能够更好地被后续电路处理。
在滤波方面,运算放大器可以用来设计各种滤波器,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
在模拟计算方面,运算放大器可以用来进行各种模拟计算,如求和、求差、积分、微分等。
三、运算放大器的选型和使用注意事项在选型时,需要根据具体应用场景选择合适的运算放大器。
需要考虑的因素包括增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗、电源电压范围等。
在使用时,需要注意以下几点:首先,要正确连接输入端和输出端,避免接错造成电路故障。
其次,要注意电源电压的稳定性,避免因电源电压波动影响电路性能。
最后,要注意散热,避免因过热造成电路损坏。
四、运算放大器的发展趋势和前景随着科技的发展,运算放大器也在不断发展和改进。
未来的发展趋势包括更高的增益、更宽的带宽、更高的输入阻抗、更低的噪声等。
运算放大器的几个容易忽略的问题2008-05-27 11:571:正向放大器和反向放大器除过放大倍数的计算不一样外,还有其他不同吗?在不计较正反向的前提下,选哪种好对信号质量一点。
2:在放大倍数一定的情况下,电阻的值的大小有无严格规定,阻值的大与小有关系吗?比方说:放大倍数k=r1/r2,r1=100k,r2=10k和r1=10k,r2=1k,虽然k相同,但电阻不同,效果有什么不同呢?3:我要用到6级运放,是用一个4运放(lm324)和2运放(lm358),还是用3个2运放(lm358)。
ANSWER:以上问题涉及精密运算等问题. 1,关于两者的区别:还有输入阻抗,运算电流的流通途径与共模输入电压等不同.同向放大器输入阻抗高,不从前级信号源吸取电流或吸取极少,这是优点;反向比例器则需要运算电流Iop=Vi/Ri,这是缺点.但反向比例器的运算电流只在正负电源和和运放输出端之间流动,不会进入参考地线(实际上,其阻抗并不为零)容易形成信号干扰(直流约十微伏量级或更大,交流甚至达几毫伏量级).而这正是同向放大器不能避免的情况.同向放大器的共模输入电压Vicom=Vi,而运算放大器的CMRR--共模抑制比通常为:60dB-110dB(@DC-10Hz,并随频率升高而降低),约引入:0.1%-3ppm的运算误差.相比,反向比例器Vicom=0V,没有此误差项.另外,同向放大器的公式:K=1+Rf/Ri也使运算电阻的选配比较麻烦.因此,在多级比例放大的情况下,在下比较偏爱反向比例器. 2,关于运算电阻大小的选择:由于通用运放的典型最大精密输出电流不超过10mA,较大运算电流会造成芯片发热,导致直流零点的漂移,形成直流运算误差.因此,在要求直流运算精度较高的情况下,控制最大总输出电流,通常不超过3mA.使用反向比例器时,这里需要包括:本级与后级的运算电流;而同向放大器不需要前级负载,减轻了前级的负担.减小运算电流,运算电阻就高.由此引入两个问题:Rf与Cf(杂散分布等效并联电容约:3pF-10pF)的时间常数(如:100K*10pF=0.1uS,不过对LM324这种低速运放的应用,不会有明显影响)会限制信号带宽;还会引入由于Ib引起的直流误差:Ibmax*Rf(如:0.1uA*10K=1mV).不过,通过精心匹配补偿(参考ADI公司的运放相关文献,网站上有)和选择Ib小的运放,仍能获得较高的运算精度. 3,若要求运算精度高,建议单运放封装.以减少多运放内部的热反馈,提高直流精度;若精度许可或有成本或小空间要求,可酌情采用多运放.运算放大器在电路中发挥重要的作用,其应用已经延伸到汽车电子、通信、消费等各个领域,并将在支持未来技术方面扮演重要角色。
如何正确连接并使用电子电路中的运算放大器运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是电子电路中常见的一种器件,用于放大电压和信号。
它在各种电子设备中广泛应用,包括放大器、滤波器、比较器、振荡器等。
本文将详细介绍如何正确连接并使用电子电路中的运算放大器。
1. 运算放大器的基本原理运算放大器是一种差分放大器,它由多个晶体管组成。
它有两个输入端,即非反相输入端(+)和反相输入端(-),以及一个输出端。
在理想情况下,运算放大器具有无限的输入阻抗、无限的增益和无限的带宽。
在实际应用中,我们需要根据具体需求进行合理的连接和使用。
2. 连接运算放大器为了正确连接运算放大器,我们需要注意以下几点:(1) 电源连接:运算放大器通常需要正负两个电源供电,简称双电源。
将正电源连接到VCC+引脚,将负电源连接到VCC-引脚。
这样可以确保运算放大器在工作时正常供电。
(2) 地引脚连接:运算放大器的地引脚一般标记为GND,需要将其连接到电路的地点,以确保同一电位。
(3) 输入引脚连接:将信号源连接至运算放大器的非反相输入端(+),将被放大的信号连接至反相输入端(-)。
根据具体应用,可以通过电阻网络对输入端进行偏置和调整。
3. 使用运算放大器在正确连接运算放大器后,我们可以根据实际需求进行使用。
以下是一些常见的使用方式:(1) 放大器:将运算放大器连接为非反相放大器或反相放大器,通过调整输入信号和反馈电阻的比例,可以实现不同的放大倍数。
(2) 求和器:通过将多个输入信号连接到运算放大器的不同输入端,可以实现输入信号的求和。
(3) 比较器:将运算放大器配置为比较器,可以用于检测信号的阈值,并产生相应的输出信号。
(4) 滤波器:结合电容和电阻等元件,可以将运算放大器连接为滤波器,实现对特定频率范围的信号放大或削弱。
4. 注意事项在使用运算放大器时,需要注意以下几点:(1) 电源稳定性:运算放大器对电源稳定性要求较高,因此应选择稳定性较好的电源并进行适当滤波。
使用运算放大器时需要注意的几个问题
作者:Free 文章来源:Free 点击数: 139 更新时间:2011-4-1
使用运算放大器时需要注意的几个问题
运算放大器最初诞生时是用来作为各种模拟信号的运算,这个名字后来
一直沿用至今,但是现在已经不仅仅是所谓的“运算”了,如今它充当的角
色更多的是“信号调理兼放大”。
信号放大可以说是对模拟信号最基本的处
理了,放大的本质是能量的控制和转换,它在输入信号的作用下,通过
放大电路将直流电源的能量转化成负载所获得的能量,使得负载从电源
获得的能量大于信号源所提供的能量,这也就说明,负载上总是获得比
输入信号大得多的电压或者电流,有时这两种情况都发生。
以下是我们在使用运算放大器时需要注意的几个重要问题,我争取用最
简单的原理图以“看图说话”的方式来说清楚我要表达的意思,以免给博友
带来不必要的视觉疲劳,哈哈。
(1)首先应该好好理解运放的最简模型:
从运放的原理来说,我们可以将运放看成是一个压控电压源,其中,运
放的输出由受控电压源提供,而受控电压源的控制电压就是输入端的差分电压,如下图所示
(2)运放输出端的电流约束仍然遵循Kirchhoff 电流定律:
这里不能认为流过反馈电阻Rf 的电流和流过负载电阻RL 的电流是相等的,因为电流i 是“有机会”流入运放的输出端的,这是由芯片内部的构造决定的,尤其是高精度应用时应该好好提防这一点。
(3)使用运放时需要注意由电阻自身杂散电容而产生的影响:。