运算放大器使用技巧

运算放大器1至4脚供电一、运算放大器基本概念与结构运算放大器，又称为运放，是一种模拟电路，具有广泛的应用。

它主要由输入端、输出端、正负电源端以及接地端组成。

在实际应用中，运算放大器的供电方式有多种，其中1至4脚供电是一种常见的供电方式。

二、运算放大器的供电方式及特点1.1至4脚供电：运算放大器的1至4脚供电指的是正负电源分别接入第一和第三脚，第二脚作为接地端。

这种供电方式具有以下特点：（1）稳定性：1至4脚供电方式有利于提高运算放大器的稳定性，降低自激振荡的风险。

（2）电源抑制比：该供电方式具有较高的电源抑制比，能够降低外部电源波动对电路性能的影响。

（3）输入输出阻抗：1至4脚供电时，运算放大器的输入输出阻抗较高，有利于提高信号传输效果。

2.注意事项：在采用1至4脚供电时，应注意以下几点：（1）电源电压范围：确保正负电源电压在运算放大器的工作电压范围内，以保证电路正常工作。

（2）电源去耦：为减小电源干扰，应采用去耦电路，提高电路的抗干扰能力。

（3）接地处理：合理处理接地端，降低接地电阻，以减小地线干扰。

三、1至4脚供电的实现与应用1.实现：在实际电路设计中，根据运算放大器的供电需求，将正负电源分别接入第一和第三脚，第二脚接地。

同时，注意电源线宽度和间距，以满足电路性能要求。

2.应用：1至4脚供电在各类电子设备中均有广泛应用，如音频放大器、滤波器、电压跟随器等。

这种供电方式有利于提高电路的稳定性和可靠性，满足各种场合的需求。

四、注意事项与实用技巧1.注意事项：（1）根据实际应用场景选择合适的运算放大器型号。

（2）确保电源电压稳定，避免电压波动对电路性能造成影响。

（3）合理布局电路，减小相互干扰。

2.实用技巧：（1）采用多层印刷电路板，提高电路的抗干扰能力。

（2）电源线采用双绞线，降低外部电磁干扰。

（3）在地线附近增加屏蔽层，减小外部干扰信号。

通过以上分析，我们可以看出，1至4脚供电方式在运算放大器应用中具有诸多优势。

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（英语：Operational Amplifier，简称OP、OPA、OPAMP、运放）是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，减法等模擬运算电路中，因而得名。

通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。

原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。

但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈（positive feedback）组态，相反地，在很多需要产生震荡信号的系统中，正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

运算放大器有许多的规格参数，例如：低频增益、单位增益频率（unity-gain frequency）、相位边限（phase margin）、功耗、输出摆幅、共模抑制比（common-mode rejection ratio）、电源抑制比（PSRR，power-supply rejection ratio）、共模输入范围（input common mode range）、电压摆动率（slew rate）、输入偏移电压（input offset voltage，又译：失调电压）、还有噪声等。

目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。

一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元，而现在运算放大器的设计已经非常可靠，输出端可以直接短路到系统的接地端（ground）而不至于被短路电流（short-circuit current）破坏。

目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成，这个放大器可以执行加与减的工作。

运放稳定性之环路稳定性主要技巧与经验篇一：运放稳定性分析1~6目录运放稳定性分析系列1：环路稳定性基础 (2)引言.................................................................................................................. .. (2)波特图（曲线）基础.................................................................................................................. .. (2)直观元件模型.................................................................................................................. .. (5)稳定性标准.................................................................................................................. (7)环路稳定性测试.................................................................................................................. . (7)环路增益稳定性举例.................................................................................................................. (10)1/β与闭环响应.................................................................................................................. . (11)运放稳定性系列2：运放网络SPicE分析 (12)引言.................................................................................................................. . (12)SPicE环路增益测试.................................................................................................................. .. (12)运放网络与1/β.................................................................................................................. . (12)zF运放网络.................................................................................................................. (13)运放网络zi................................................................................................................... (17)简单运放交流SPicE模型.................................................................................................................. (19)详细运放交流SPicE模型.................................................................................................................. (20)附录：空白幅度与相位曲线.................................................................................................................. . (22)运放稳定性分析系列3：Ro与RoUT............................................................................................................ ..23Ro和RoUT的定义与推导.................................................................................................................. (23)从数据资料曲线上计算Ro................................................................................................................. (24)Ro和RoUT要点概述.................................................................................................................. (26)Ro与SPicE仿真.................................................................................................................. (26)单电源运放的真实Ro................................................................................................................. .. (27)Ro的实测技术.................................................................................................................. (28)运放稳定性分析系列4：环路稳定性主要技巧与经验 (30)环路增益带宽准则.................................................................................................................. . (31)极点与零点转换技术.................................................................................................................. (31)十倍频程准则.................................................................................................................. (32)zi和zF幅度十倍频程准则.................................................................................................................. (35)双反馈路径.................................................................................................................. . (36)实际稳定性测试.................................................................................................................. .. (39)运放稳定性设计分析5：单电源缓冲器电路的实际设计 (41)技术背景：.............................................................................................................. .. (41)设计要求：.............................................................................................................. .. (43)设计拓扑：.............................................................................................................. .. (44)1/β分析：.............................................................................................................. . (45)cmoS放大器与aol注意点：.............................................................................................................. (50)最终缓冲器分析：.............................................................................................................. .. (52)运算放大器稳定性设计分析6：电容性负载稳定性RiSo、高增益及cF、噪声增益 (57)运算放大器示例与Ro计算.................................................................................................................. . (58)aol修正模型.................................................................................................................. . (59)RiSo及cL补偿.................................................................................................................. .. (63)高增益及cF补偿.................................................................................................................. . (68)噪声增益补偿.................................................................................................................. (72)1运放稳定性分析作者：Burr-Brown产品战略发展经理TimGreen来源：德州仪器（Ti）公司运放稳定性分析系列1：环路稳定性基础引言本系列所采用的所有技术都将―以实例来定义‖，而不管它在其他应用中能否用普通公式来表达。

物理实验技术中信号转换与放大技巧信号转换与放大技巧在物理实验技术中扮演着至关重要的角色。

无论是在粒子物理实验中的能量测量，还是在生物物理实验中的信号采集，信号转换与放大技巧都能够提高实验的精度和可靠性。

在这篇文章中，我们将探讨几种常见的信号转换与放大技巧，并分析它们的优缺点。

首先，我们来讨论一种常见的信号转换技术——模数转换。

模数转换是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。

它通常分为两个步骤：采样和量化。

采样是指对连续信号进行间隔性抽样，并将其转换为离散的数值。

量化则是将采样得到的数值映射为一个有限的离散值。

这种技术的优点是可以准确地将模拟信号转换为数字信号，并且具有较高的精度和可靠性。

然而，模数转换的缺点是需要较高的采样频率和大量的存储空间。

其次，我们来探讨一种常见的信号放大技术——运算放大器放大。

运算放大器是一种电路元件，具有高增益和高输入阻抗的特点。

通过将信号输入到运算放大器的非反馈输入端，可以实现信号的放大。

这种技术的优点是增益可调节，能够适应不同信号强度的放大要求。

此外，运算放大器放大还能够提高信噪比和输出电流能力，增强信号的稳定性和传递能力。

然而，运算放大器放大也存在一些问题，比如对电源稳定性要求高，可能引起偏差和漂移，还会引入额外的噪声。

除了上述两种常见技术，还有一种比较新颖的信号转换与放大技巧——数字滤波器。

数字滤波器是一种对数字信号进行滤波处理的技术。

它的工作原理是利用数字信号处理算法，对信号进行滤波和降噪。

数字滤波器具有调节带宽和阻带、可实现多种滤波方式和滤波参数调节的优点。

此外，数字滤波器还能够通过组合不同的滤波器模块，实现多种复杂滤波功能。

然而，数字滤波器技术也存在一些挑战，比如对计算资源要求高，可能引起延迟和失真，需要合理选择滤波算法。

在实际应用中，信号转换与放大技巧的选择应根据具体实验需求和信号特性来进行。

不同实验中，信号的幅度、频率范围、噪声等特征可能有所不同，因此需要选择适合的信号转换和放大技术。

电路中的运算放大器如何抑制噪声在电路设计中，噪声是一个常见的问题，它可以干扰信号的传输和处理。

在运算放大器中，抑制噪声是至关重要的。

本文将介绍电路中的运算放大器如何抑制噪声，并探讨一些常用的方法。

一、噪声的来源噪声可以来自于多个方面，例如电源线、元件本身以及热噪声等。

这些噪声会被引入到运算放大器中，影响信号的准确性和质量。

二、共模抑制比共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）是衡量运算放大器抑制共模噪声能力的指标。

它表示在输入信号有共模分量时，运算放大器输出信号中的共模信号与共模输入信号之比。

CMRR越高，运算放大器抑制共模噪声的能力越强。

常用的提高CMRR的方法包括采用差分输入电路、使用抵消电路等。

差分输入电路可以将共模信号抵消，从而提高抑制共模噪声的能力。

抵消电路则可以通过引入一个与输入信号反向相等的噪声信号来消除共模噪声。

三、反馈电阻的选择反馈电阻也对抑制噪声起着重要的作用。

反馈电阻越大，运算放大器的放大倍数越高，信号与噪声的比例也越大，从而抑制噪声的效果也越好。

但是，过大的反馈电阻会导致电路的幅频特性受到影响，影响放大器的性能。

因此，在选择反馈电阻时需要综合考虑信号放大倍数和噪声抑制的需求，以及电路的幅频特性。

四、降低输入噪声输入噪声可以通过一些方法来降低。

一种常用的方法是使用低噪声元件，例如低噪声电阻、低噪声电容等。

这些低噪声元件可以减少噪声引入到电路中的概率。

此外，还可以通过合理布线和屏蔽等方法来降低输入噪声。

合理布线可以减少信号线与干扰源的接触，从而减少干扰信号的引入。

屏蔽则可以通过遮挡干扰源的辐射信号，达到降噪的目的。

五、电源滤波电源线是常见的噪声来源之一。

为了抑制来自电源线的噪声，可以采用电源滤波的方法。

电源滤波可以通过添加滤波电容、滤波电感等元件来消除电源线中的噪声。

滤波电容可以将高频噪声短路到地，从而减少其传播到运算放大器的可能性。

滤波电感则可以通过孤立输入和输出电路与电源线之间的电流，进一步提高噪声抑制能力。

lm324使用技巧LM324是一种常用的运算放大器，具有低功耗、高增益带宽积和宽电压范围等特点，广泛应用于模拟信号处理电路的设计中。

以下是关于LM324使用的一些建议和技巧：1. 偏置调整：在实际应用中，为了使运算放大器的工作点稳定，通常需要进行偏置调整。

可以通过使用一个电阻网络将信号和电源连接到运算放大器的反馈引脚，通过调整电阻值来实现偏置调整。

2. 断路保护：为了保护运算放大器不受短路或过载的损害，可以在输出端并联一个电流限制器和一个电阻。

这样一来，当输出端短路时，电流限制器会使输出电流减小，防止损坏。

3. 滤波应用：可以将LM324用作低通滤波器或高通滤波器，通过改变电容和电阻的数值可以实现不同的截止频率。

在使用时，需要根据具体的需求选择适当的电阻和电容数值。

4. 比较器应用：除了作为运算放大器，LM324还可以用作比较器。

比较器能够将一个输入信号与一个参考电压进行比较，并输出高或低电平。

在比较器应用中，可以将一个输入接到反馈引脚，通过调整参考电压和输入信号来实现不同的比较功能。

5. 双电源应用：LM324可以使用单电源或双电源工作。

在使用单电源时，需要将非反向输入引脚接到电源的中间点，以保证偏置电压正确。

在使用双电源时，非反向输入引脚需要接到负电源的中间点。

6. 组织布局：在进行线路布局时，应尽量减少导线的长度和交叉。

避免使用过小的焊盘和过小的电解电容，以免电容极性反向时造成损坏。

同时，应注意在焊接时避免过度加热，以免对元器件造成损坏。

7. 必要时进行补偿：LM324在某些高增益情况下可能存在稳定性问题，导致输出不稳定或振荡。

可以通过在运算放大器的输入端串联一个电容或在反馈回路中并联一个电容，来提高稳定性。

8. 过热保护：当运算放大器工作时，如果发热过大，可能会导致损坏。

可以通过在运算放大器附近安装散热片或风扇来进行散热，保持运算放大器的工作温度在安全范围内。

总结起来，LM324作为一种常用的运放，具有众多的应用场景和技巧。

运算放大器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。

它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。

目前，运算放大器被广泛应用于电子行业中，但是如果在使用运算放大器的过程中不“遵守”一些规则，可能会造成严重后果。

下面谈谈我用运算放大器的一点体验和经验。

L运算放大器的输出电压问题目前市场上的运算放大器依然存在一些不可避免的缺陷，输出电压很难达到其理想的电源电压（空载情况下可以达到电源电压）。

而且实际应用中，输出电压都会带有一定的负载,负载越大，其电压损耗越大。

那么这个时候如果引入负电源，其电压输出就能够达到理想的电源电压范围。

2.运算放大器反馈回路千万不能并接电容如果一个用于直流信号放大的电路，为了去耦，不小心把电容并接到了反馈回路，反馈信号的相位发生了改变，很容易就会发生振荡。

所以，在放大电路中，反馈回路不能加入任何影响信号相位的电路。

3.反馈回路的Layout注意事项反馈回路的元器件必须要靠近运算放大器，而且PCB走线要尽量短，同时要尽量避开数字信号、晶振等干扰源。

反馈回路的布局布线不合理，则会容易引入噪声，严重会导致自激振荡。

4.运算放大器输入电压限制众所周知，电子元器件都是在特定的输入电压范围内正常工作的，运算放大器当然也不例外。

如果运算放大器的输入电压超出范围，那么运算放大器就会出现工作不正常的现象，甚至一些更严重的情况。

5.运算放大器使用必须重视电源滤波运算放大器的电源滤波不容忽视，电源的好坏直接影响输出。

特别是对于高速运算放大器，电源纹波对运算放大器输出干扰很大，弄不好就会变成自激振荡。

所以最好的运算放大器滤波是在运算放大器的电源脚旁边加一个OJuF的去耦电容和一个几十UF的锂电容，或者再串接一个小电感或者磁珠，效果会更好。

结语只要合理的使用运算放大器，便不用担心使用运算放大器带来的问题。

目前随着国内智能穿戴、便携电子设备空前发展，运算放大器的应用范围将会得到进一步提升。