电压反馈型运算放大器的增益和带宽
- 格式:pdf
- 大小:463.20 KB
- 文档页数:8
运算放大器参数详解运算放大器(通常简称为运放)是一种广泛应用于模拟信号处理领域的电子器件。
它被广泛应用于各种不同的电子设备中,包括音频放大器、模拟电路、数字电路等。
以下是对运算放大器参数的详细解释:1. 带宽增益乘积:这是运算放大器的一个重要指标,它等于开环带宽与开环增益的乘积。
这个参数可以用来估算运放在高频应用中的性能。
2. 开环增益:开环增益是运算放大器在没有反馈的情况下,输入电压与输出电压之比。
这是一个衡量运放放大能力的参数。
3. 最大差模输入电压:这是指运放可以接受的最大差分输入电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
4. 最大共模输入电压:这是指运放可以接受的最大共模输入电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
5. 最大输出电压:这是指运放在安全工作范围内可以输出的最大电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
6. 电源电压范围:这是指运放正常工作所需的最小和最大电源电压。
低于最小电压,运放可能无法正常工作;高于最大电压,运放可能会被损坏。
7. 功耗:这是指运放在正常工作条件下消耗的功率。
这是一个重要的环保指标,因为电子设备的功耗直接影响到其热量产生和能源消耗。
8. 输入阻抗:这是指运放在没有反馈的情况下,输入端的电阻抗。
这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。
9. 输出阻抗:这是指运放在没有反馈的情况下,输出端的电阻抗。
这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。
10. 带宽增益乘积与最大带宽:带宽增益乘积是指运算放大器在特定频率下达到特定增益所需的带宽,通常以Hz为单位表示。
最大带宽是指运放在不失真的情况下可以处理的最高频率信号。
这两个参数共同决定了运算放大器处理高频信号的能力。
11. 建立时间:这是指运算放大器从启动到达到最终输出值所需的时间。
这个参数对于需要快速响应的电路设计来说非常重要。
12. 失调电压:这是指运算放大器在没有输入信号的情况下,输出端的直流偏置电压。
这个参数可能会对电路的直流性能产生影响。
宽带、低失真,单位增益稳定,电压反馈运算放大器
单位增益带宽:400 mhz
增益贷款
低输入电压噪声:2.6 nv /√赫兹
极低的失真:-93 dbc(5 mhz)
高开环增益:110分贝
快12位结算:22 ns(0.01%)
低直流电压偏移量:300 mv典型
专业水平差异获得/相位误差:0.003% / 0.008°
DC和DAC缓冲驱动程序
低失真中频放大器
积极滤波器配置
低噪声差动接收器
高分辨率成像
测试仪器
专业音响
OPA64升级
展示了增益+2的高频应用电路图
单运算放大器微分放大器
三个运算放大器差分
pa842--宽带低失真单位增益稳定的电压反馈运算放大器
DAC 互阻抗放大器
高频数模转换器(DACs) 需要一个失真的输出放大器保留SFDR性能到真实的负载。
单端输
出驱动器实现如图Figure 41.所示。
在这个电路中,只有一侧的互补输出驱动信号被使用。
图表显示了输出电流信号连接到虚拟。
电路中的运算放大器有哪些特点和应用运算放大器是电路中应用广泛的一种电子器件,它具有许多特点和应用。
本文将介绍运算放大器的特点,并探讨其在电路中的各种应用。
一、特点1. 高增益:运算放大器的主要特点之一是具有较高的电压增益。
它能够将输入信号增加到一个较高的水平,以便于后续的处理和分析。
2. 宽频带宽:运算放大器的频带宽度较宽,能够处理较高频率的信号。
这使得它在许多应用中都能够提供精确和有效的放大功能。
3. 低噪声:运算放大器通常具有较低的噪声水平,这使得它在信号处理中非常有用。
低噪声的特性使得运算放大器能够提供更清晰和准确的信号放大。
4. 高输入阻抗和低输出阻抗:运算放大器的输入阻抗很高,可以减小对输入信号源的负载,保持传输信号的完整性。
同时,输出阻抗较低,能够驱动负载电路。
5. 可调节增益和偏置:运算放大器通常具有可调节的增益和偏置特性,这使得它在不同应用场景下能够灵活应对和满足需求。
二、应用1. 信号放大和滤波:运算放大器广泛应用于信号放大和滤波电路中。
通过调节放大器的增益和频率响应,可以实现对信号的放大和滤波功能,使得信号的频率范围和振幅得到控制和优化。
2. 模拟计算:运算放大器也常用于模拟计算电路中。
其高增益和精确性能使其成为模拟电路中一种重要的元器件,例如用于模拟加法、乘法、积分和微分等运算。
3. 电压比较和开关:运算放大器的高增益和灵敏度使其非常适合于电压比较和开关电路的应用。
通过将运算放大器配置为比较器或开关,可以实现对电压信号的比较和控制。
4. 反馈控制系统:运算放大器在反馈控制系统中起着至关重要的作用。
通过引入适当的反馈电路,可以实现对电路稳定性、增益和响应速度的控制。
5. 传感器信号处理:运算放大器还广泛应用于传感器信号处理中。
传感器常常输出微弱的信号,而运算放大器能够对这些信号进行放大和处理,以提高信号的灵敏度和稳定性。
6. 精密测量仪器:运算放大器也被广泛应用于精密测量仪器中。
单片仪表放大器为了满足对更容易应用的仪表放大器的需求,ADI公司研发出单片IC仪表放大器。
这些IC包含对如前所述的三运放和双运放仪表放大器电路的改进,同时提供激光微调的电阻器和其它有益於单片IC的技术。
由於有源器件和无源器件现在都在同一颗管芯内,所以它们能够精密匹配——这保证了器件提供高CMR。
另外,这些器件在整个温度范围内保持匹配,从而保证了在宽温度范围内优良的性能。
IC技术(例如,激光晶圆微调)能够使单片集成电路调整到极高精度并且提供低成本、高量产。
单片仪表放大器的另一个优点是它们可以采用尺寸极小、成本极低的SOIC或MSOP封装,适合用於高量产。
表1提供一个ADI公司仪表放大器性能快速一览表。
图1. AD8221原理图一、采用仪表放大器还是差分放大器尽管仪表放大器和差分放大器有很多共性,但设计过程的第一步应当是选择使用何种类型的放大器。
差分放大器本质上是一个运放减法器,通常使用大阻值输入电阻器。
电阻器通过限制放大器的输入电流提供保护。
它们还将输入共模电压和差分电压减小到可被内部减法放大器处理的范围。
总之,差分放大器应当用於共模电压或瞬态电压可能会超过电源电压的应用中。
与差分放大器相比,仪表放大器通常是带有两个输入缓冲放大器的运放减法器。
当总输入共模电压加上输入差分电压(包括瞬态电压)小於电源电压时,应当使用仪表放大器。
在最高精度、最高信噪比(SNR)和最低输入偏置电流(IB)是至关重要的应用中,也需要使用仪表放大器。
二、单片仪表放大器内部描述1、高性能仪表放大器ADI公司於1971年推出了第一款高性能单片仪表放大器AD520,2003年推出AD8221。
这款仪表放大器采用超小型MSOP封装并且在高於其它同类仪表放大器的带宽内提供增加的CMR。
它还比工业标准AD620系列仪表放大器有很多关键的性能提高。
图2. AD8221的引脚排列AD8221是一种基於传统的三运放结构的单片仪表放大器(见图1)。
运算放⼤器参数详解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。
运算放大器的原理及特性
运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种电子器件,通常用于放大电压信号或处理模拟电路中的信号。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、大共模抑制比和无穷大的带宽等特性,被广泛应用于模拟电路中。
运算放大器的基本原理是利用内部的共尺极放大器和外部的反馈电路,将输入信号放大到所需的幅度,并输出给后续电路。
运算放大器一般由差分输入级、差分放大器、输出级和电源供电电路组成。
运算放大器的主要特性如下:
1. 高增益:运算放大器具有非常高的电压增益,一般在几千到几百万之间。
这样可以放大微弱的信号到可用的幅度。
2. 高输入阻抗:运算放大器的输入端具有非常高的阻抗,使得输入信号源不会受到损耗。
3. 低输出阻抗:运算放大器的输出端具有非常低的输出阻抗,可以给后续电路提供较大的输出电流。
4. 大共模抑制比:共模抑制比是指运算放大器对共模信号的抑制能力。
运算放大器具有较高的共模抑制比,可以有效抑制共模信号的干扰。
5. 无穷大的带宽:运算放大器的带宽足够大,可以处理宽频带的信号。
6. 可调节增益:通过调整反馈电阻,可以调节运算放大器的增益。
运算放大器常常用于放大电压信号、求和运算、积分运算、微分运算等,广泛应用于滤波器、放大器、比较器、多路选择器等电路中。
一、增益带宽积英文:Gain Bandwidth Product。
缩写:GBP,GBWP, GBW or GB。
增益带宽积是用来简单衡量放大器的性能的一个参数。
就像它的名字一样,这个参数表示增益和带宽的乘积。
在频率足够大的时候,增益带宽积是一个常数。
举例说明:假设运算放大器的增益带宽积为1 MHz,它意味着当频率为1 Mhz时,器件的增益下降到单位增益。
即此时A=1。
同时说明这个放大器最高可以以1 MHz的频率工作而不至于使输入信号失真。
由于增益与频率的乘积是确定的,因此当同一器件需要得到10倍增益时,它最高只能够以100 kHz的频率工作。
二、单位增益带宽单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个频率可变恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,随着输入信号频率不断变大,输出信号增益将不断减小,当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)时,所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积。
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。
单位增益带宽, 电压增益为1 时的带宽. 有的文件称为"带宽增益乘积" GBW, 可以用来估算你的放大器电路带宽. 如ICL76XX 的GBW=44KHz, 当接成电压跟随器G=1 时BW=44KHz, 而接成正反相运算电路G=10 时, BW=4.4KHz.三、电源抑制比Power Supply Rejection Ratio电源抑制比(PSRR)是输入电源变化量(以伏为单位)与转换器输出变化量(以伏为单位)的比值,常用分贝表示。
对于高质量的D/A转换器,要求开关电路及运算放大器所用的电源电压发生变化时,对输出的电压影响极小。
如何计算运算放大器带宽?这几个方法交给你互阻抗放大器是一款通用运算放大器,其输出电压取决于输入电流和反馈电阻器:我经常见到图1 所示的这款用来放大光电二极管输出电流的电路。
几乎所有互阻抗放大器电路都需要一个与反馈电阻器并联的反馈电容器 (CF),用以补偿放大器反相节点的寄生电容,进而保持稳定性。
有大量文章都介绍了在使用某种运算放大器时应如何选择反馈电容器,但我认为这根本就是错误的方法。
不管我们半导体制造商相信什么,工程师都不会先选择运算放大器,然后再通过它构建电路!大部分工程师都是先罗列一系列性能要求,再寻找能满足这些要求的部件。
鉴于这种考虑,最好先确定电路中允许的最大反馈电容器,然后选择一个具有足够增益带宽积 (GBW) 的运算放大器,以便能与该反馈电容器稳定工作。
下面是为互阻抗放大器确定所需运算放大器带宽的简易方法的步骤。
步骤 1:确定允许的最大反馈电容。
反馈电容器连同反馈电阻器构成放大器频率响应中的一个极点:高于这个极点频率时,电路的放大性就会降低。
最大反馈电容器值可由反馈电阻器和所需的带宽确定:我们可通过让反馈电容器等于或小于公式3 计算得到的值,来确保电路满足带宽要求。
步骤 2:确定放大器反相输入端电容。
以显示光电二极管的接点电容(CJ) 以及放大器的差分(CD) 及共模(CCM1、CCM2)输入电容。
这些值通常在运算放大器和光电二极管的产品说明书中提供。
从本图中可以很明显看到 CJ、CD 和 CCM2 是并联的,因此反相输入端电容是:由于非反相端接地,因此CCM1 不会增加输入电容。
这时候CD 和 CCM2 可能还不知道,因为我们还没有选择特定的运算放大器。
我经常将10pF 作为其相加过后的合理估计值。
随后可用确切值来替代,以确定特定运算放大器是否合适。
既然我们已经确定了CF 和CIN 的值,那现在就能计算出所需的运算放大器带宽。
我将在第二部分介绍该计算,并在设计实例中应用以上过程。
运算放大器增益运算放大器是一种电子器件,它用于放大电压、电流或功率信号。
在电路设计和信号处理中,运算放大器具有重要的作用。
它是现代电子设备中不可或缺的一部分。
本文将重点讨论运算放大器的增益。
增益是指输入信号经过运算放大器放大后的输出信号与输入信号的比值。
运算放大器的增益通常表示为一个数字,它描述了输入信号被放大的程度。
增益可以是正的,也可以是负的。
当增益为正时,输入信号的幅度会增加;当增益为负时,输入信号的幅度会减小。
运算放大器的增益可以通过不同的方式进行调整和控制。
其中最常用的方式是通过反馈电路来实现。
反馈电路将输出信号的一部分反馈到运算放大器的输入端,以控制增益。
反馈电路可以是负反馈,也可以是正反馈。
负反馈可以使增益更加稳定和可控,而正反馈可以引起放大器的振荡和不稳定。
在实际应用中,运算放大器的增益需要根据具体的需求进行选择和调整。
增益的选择应综合考虑输入信号的幅度、输出信号的要求以及电源供应的限制等因素。
增益过大可能导致输出信号失真或超出运算放大器的工作范围,增益过小则可能无法满足输出信号的要求。
除了增益,运算放大器还有其他一些重要的性能指标。
其中包括输入阻抗、输出阻抗、带宽、偏置电压等。
这些性能指标会影响运算放大器的工作特性和应用范围。
在选择和使用运算放大器时,需要综合考虑这些性能指标。
运算放大器的增益可以通过不同的电路实现。
常见的电路包括共射放大器、共基放大器、共集放大器等。
这些电路在不同的应用场合下具有不同的优势和特点。
选择合适的电路可以实现所需的增益,并满足其他要求。
除了增益的选择和调整,还需要注意运算放大器的稳定性和可靠性。
在设计和使用运算放大器时,需要考虑一些因素,如温度、电源波动、噪声等对增益的影响。
合理的设计和优化可以提高运算放大器的稳定性和可靠性。
运算放大器的增益是其重要的性能指标之一。
合理选择和调整增益可以满足不同应用的需求。
在使用运算放大器时,需要综合考虑增益、稳定性、可靠性等因素。
放大器模块常用芯片简介MAX4106:⑴低成本,高速,单电源运算放大器。
⑵满摆幅输出的运算放大器,-3db带宽为150MHZ,可以采用正负5V或者单电源供电,⑶采用Umax-8和SO-8封装。
THS3092:⑴高速电流反馈双运算放大器芯片⑵160MHZ(G=5,RL=100)电源电源范围正负5-15V. ⑶采用SOIC-8和TSSOP-14封装。
AD624:⑴高精度,低噪声仪表放大器芯片⑵主要用于设计低电平传感器(负荷传感器,应变计和压力传感器)⑶可用于高速数据采集应用。
AD603⑴90MHZ带宽,增益程控可调的集成运算放大器芯片⑵增益与控制电压成线性关系,增益变化范围40dB ⑶采用SOIC-8和CERDIP-8封装AD8055;⑴电压反馈型放大器芯片⑵该芯片0.1dB增益平坦度为40MHZ,带宽达300MHZ,压摆率为1400V/us,建立时间为20ns,适合各种高速应用。
⑶采用正负5V双电源或+12V单电源,仅需5mA的电源电流,负载电流可达60mA,工作温度-40―+125度。
⑷采用PDIP-8,SOIC-8和SOT-23-5封装 AD811⑴视频运算放大器芯片⑵具有高速,高频,宽频带和低噪声等优异特性⑶具有140MHZ带宽,120MHZ带宽,35MHZ带宽,2500V/us摆率,建立时间25ns⑷采用8引脚SOIC(R-8),16,20引脚等ICL7650/53: ⑴运算放大器芯片⑵具有极低的输入失调电压,整个工作温度范围(约100度)内只有1Uv,失调电压的温漂为0.01Uv/度,开环增益极高,转换率SR=2.5V/us………⑶电源电压范围V+到V-为4.5-16V.LM386⑴音频功率放大器⑵工作电压4-12V,5-18V静态功耗约4mA可用于电池供电,电压增益范围20-200,可调;⑶采用8引线双列直插式,贴片式封装 TEA2050⑴双声道立体声音频功率放大集成电路芯片⑵工作电源电压3-15V,工作电压6-9V,输出功率与电源电压和扬声器阻抗有关⑶采用POWERDIP16和SO20封装 LTC1068⑴开关电容滤波器芯片⑵它包含4个同样的二阶滤波器。
主流发烧运放IC的介绍兼评七款电压反馈型双运放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。
运算放大器参数计算技巧运算放大器是电子电路中常见的重要器件,广泛应用于模拟信号处理、自动控制、测量仪器等领域。
为了设计出稳定、准确的电路,理解和计算运算放大器的参数是必不可少的。
本文将介绍几种常见的运算放大器参数计算技巧。
输入偏置电流计算:输入偏置电流是运算放大器输入端电流的平均值。
了解输入偏置电流的大小对于电路的精度和稳定性至关重要。
通常,在没有输入信号的情况下,输入端电流为零。
为了计算输入偏置电流,可以使用以下公式:Ib = (Ib1 + Ib2) / 2其中,Ib1和Ib2是两个输入端的偏置电流。
为了减小输入偏置电流对电路的影响,可以采取如下措施:使用负反馈电阻来抑制输入端电流,调整电源电压,或者选择具有低输入偏置电流的运算放大器。
输入偏置电压计算:输入偏置电压是运算放大器输入端电压的平均值。
它对于电路的偏置稳定性和输出准确性具有重要影响。
输入偏置电压可以通过以下公式计算:Vib = (Vib1 + Vib2) / 2其中,Vib1和Vib2是两个输入端的偏置电压。
为了降低输入偏置电压的影响,可以采取以下方法:选择具有低输入偏置电压的运算放大器,使用电阻网络进行补偿或调整参考电压源。
增益带宽积计算:增益带宽积是运算放大器频率响应的一个重要参数。
它代表了该运算放大器能提供的最大增益与频率乘积的能力。
计算增益带宽积可以使用以下公式:GBW = A * BW其中,A是运算放大器的开环电压增益,BW是运算放大器的频带宽度。
为了提高增益带宽积,可以采取以下措施:增加运算放大器的频带宽度,选择高增益运算放大器,或者使用滤波电路来限制输入信号频率范围。
噪声计算:噪声是影响运算放大器性能的一个重要因素。
在设计电路时,需要了解噪声的大小以确保输出信号的准确性和稳定性。
计算运算放大器的噪声可以使用以下公式:NF = √[ (En1 + En2) / (2 * Rf * BW) ]其中,En1和En2是输入端的噪声电压,Rf是反馈电阻,BW是运算放大器的频带宽度。
运算放大器参数说明一。
运算放大器的专业术语1bandwidth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 ratio3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 drift15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 current19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。
《CMOS高性能运算放大器研究与设计》篇一一、引言随着微电子技术的快速发展,CMOS(互补金属氧化物半导体)技术已成为现代集成电路设计的主流技术。
运算放大器(Op-Amp)作为电子系统中的关键组件,其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此,对CMOS高性能运算放大器的研究与设计具有重要的实际应用价值。
本文将重点研究CMOS高性能运算放大器的设计原理、性能优化以及实际应用。
二、CMOS运算放大器的基本原理CMOS运算放大器是一种利用CMOS工艺制造的模拟电路器件,具有高精度、低噪声、低功耗等优点。
其基本原理是通过差分输入、差分输出以及电压增益等方式实现信号的放大和处理。
CMOS运算放大器的核心部分是差分对管和反馈网络,通过合理的电路设计和参数优化,可以实现高性能的运算放大器。
三、CMOS高性能运算放大器的设计1. 电路结构设计:CMOS高性能运算放大器的电路结构设计是关键。
在设计中,需要考虑差分对管的匹配性、反馈网络的稳定性以及噪声的抑制等因素。
常用的电路结构包括折叠式共源共栅结构、套筒式结构等。
这些结构在实现高电压增益的同时,还需要考虑功耗、噪声等性能指标的优化。
2. 参数优化:在CMOS高性能运算放大器的设计中,参数优化是必不可少的环节。
通过对差分对管的尺寸、偏置电流、反馈网络的电阻值等参数进行优化,可以提高运算放大器的性能。
此外,还需要考虑电路的匹配性、温度稳定性等因素,以确保运算放大器在不同条件下的性能稳定性。
3. 工艺选择:CMOS工艺的选择对运算放大器的性能有着重要影响。
在设计中,需要根据实际需求选择合适的工艺,如特征尺寸、阈值电压等。
同时,还需要考虑工艺的成熟度、生产成本等因素。
四、性能优化1. 增益与带宽:为了提高CMOS高性能运算放大器的性能,需要优化其增益和带宽。
通过合理的电路设计和参数优化,可以提高运算放大器的增益,同时保证足够的带宽以满足实际应用需求。
2. 噪声抑制:噪声是影响CMOS运算放大器性能的重要因素之一。
运算放大器的开环电路运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种非常重要的电子器件,广泛应用于各种电路中,其开环电路是其工作的基础。
本文将详细介绍运算放大器的开环电路,包括其定义、特性、基本构造、工作原理以及应用。
一、定义运算放大器是一种以集成电路形式存在的差分放大器,具有高增益、宽带宽、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
其开环电路是指将反馈回路断开,只考虑运算放大器的输入输出关系的电路。
二、特性1. 高增益:运算放大器的开环增益很高,通常为几万到百万倍,具体取决于所选取的型号和供电电压等因素。
2. 宽带宽:运算放大器的带宽是指其在放大能力衰减到原始增益的一半时所对应的频率。
一般情况下,运算放大器的带宽可以达到几百万赫兹。
3. 高输入阻抗:运算放大器具有非常高的输入阻抗,通常在兆欧姆级别,这使得它可以接收来自外部电路的信号而对其几乎不产生损耗。
4. 低输出阻抗:运算放大器具有非常低的输出阻抗,通常在几十欧姆级别,这使得它可以驱动较大负载电流而不会引起电压的衰减。
三、基本构造运算放大器由多个晶体管、电阻和电容等元件构成。
其中,包括差动输入级、共基极级和输出级等。
在实际的集成电路中,这些元件都被集成在一块芯片上,并且通过内部的金属导线互相连接。
四、工作原理运算放大器的工作原理可以分为三种典型的工作方式:差模模式、共模模式和差动模式。
1. 差模模式:在差模模式下,运算放大器的两个输入端分别接收到不同的输入信号。
这时,运算放大器会将两个输入信号之间的差值进行放大,并将其输出。
2. 共模模式:在共模模式下,运算放大器的两个输入端接收到相同的输入信号。
这时,运算放大器会忽略两个输入信号之间的差值,只将共同的信号进行放大,并将其输出。
3. 差动模式:在差动模式下,运算放大器的一个输入端接收到正向输入信号,另一个输入端接收到反向输入信号。
这时,运算放大器会将两个输入信号之间的差值进行放大,并将其输出。
运放常见参数总结1.输入阻抗和输出阻抗(Input Impedance And Output Impedance)一、输入阻抗输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。
因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。
另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题二、输出阻抗无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来,对于一个理想的电压源(包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意但现实中的电压源,则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)的内阻了。
当这个电压源给负载供电时,就会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率(关于为什么会限制最大输出功率,请看后面的“阻抗匹配”一问)。
同样的,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的三、阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
光电二极管运放型号
光电二极管是一种能够将光能转化为电能的半导体器件,常用于光通信、光电探测等领域。
为你提供部分运放型号:
- MCP6L02T-E/MS:这是一款便携式IC,常用于光电二极管放大器,其工作频率为1MHz,电流为85µA。
- RS622:采用COMS工艺设计,具有7MHz的高增益带宽乘积和0.7mV的失调电压,适合用于电池供电的指夹血氧仪等设备中。
- TSV7722:一款高精度高带宽运算放大器,可实现22MHz的增益带宽和11V/μs的圧摆率,适合在功率变换电路和光学传感器中进行高速信号调理和精确电流测量。
输入失调电压低至200µV,输入电压噪声密度低至7nV/√Hz,可以准确地测量低边电流。
输入偏置电流典型值为2pA,可以在烟火探测器等光电感测应用中准确测量光电二极管电流。
- LTA604x:高速电压反馈运算放大器,具有140MHz带宽和107 V/us的压摆率。
输出电压范围可以达到任何供电轨35mv内,适合在低电压应用。
同时,LTA604x提供极好的低谐波失真和快速稳定时间,能成为理想的ADC缓冲前端。
- JI57X:是一款集成低噪声JFET放大器的Si硅光电二极管,可采用单电压电源,具有非常低的漂移和高的动态范围。
适合于辐射测量,光谱分析以及医学诊断。
其芯片尺寸为7mm²,光谱响应范围位于400-1100nm。
在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的运算放大器和光电二极管,以确保系统的性能和稳定性。
运算放大器知识经典问答1.什么是开环电压增益?开环电压增益是指当放大器输入输出开路时既开环,放大器输出端的电压变化与输入端的电压变化之比。
2.什么是共模抑制比?共模抑制比是指放大器对差分电压信号放大倍数与共模电压信号放大倍数之比,单位为分贝(dB)。
3. 什么是输入电流噪声(in)?输入电流噪声(Input Current Noise (in )):是和无噪声放大器的输入并联应用的等效电流噪声。
4. 电压反馈放大器和电流反馈放大器之间有什么区别?两种运放的内部电路是不同的,所以对于一个已给的配置,两种类型运放是没有必要去互换的。
电压反馈的运放受制于内部设计,只有非常低的输入偏流,但内部没有限.制差分输入电压,仅仅当外部的反馈需要时才会做出限制。
相反,对于电流反馈放大器,其差分输入电压受制于内部设计,但并没有限制它的输入偏流为低,所以仅仅当外部反馈需要时才会限制。
尽管,大多数高校仍没有授关于电流反馈放大器的基础知识,但使用电流反馈放大器有许多优点,尤其在高速的应用中请看下面的应用笔记:/an/OA/OA-30.pdf OA-30,电流电压反馈放大器的比较/an/OA/OA-07.pdf OA-07,电流反馈放大器应用电路指导/an/OA/OA-13.pdf OA-13,电流闭环反馈增益分析和性能提高/an/OA/OA-15.pdf OA-15, 在运用宽带电流反馈放大器时,频繁失真/an/OA/OA-20.pdf OA-20, 电流反馈误判断/appinfo/webench/放大器放大器WEBENCH 支持电流模式和电压模式的放大器类型。
5. 开环和闭环之间有什么差别?“开环增益”实际上是没有反馈的运放的“内部”增益,通常取1,000 到10,000,000之间的任意值。
请看数据手册中的“开环增益”图;“闭环增益”是整个电路的增益,带有由用户选择适当的反馈电阻值选择的反馈,比如“增益为+10”“或"增益为-2 ”。