2 运算放大器分析

二级运算放大器设计-回复首先，为了更好地理解二级运算放大器的设计原理和过程，让我们从基本概念开始。

二级运算放大器，也称为差动放大器，是一种用于放大电压信号的集成电路。

它能够将微小的输入信号放大到更大的幅值，以便进一步处理和分析。

二级运算放大器具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等优点，因此在各种电子设备和电路设计中被广泛应用。

设计一个二级运算放大器主要涉及以下几个方面：1. 差动放大器的基本工作原理：差动放大器由两个输入端和一个输出端组成，其中一个输入端为正相位输入端，另一个为反相位输入端。

通过在差动放大器中引入差分对，可以增强输入信号差异并抑制共模模式信号，从而提高信号放大效果。

2. 输入级设计：输入级是差动放大器的第一级，负责接收并放大输入信号。

在设计输入级时，需要考虑放大器的增益、频率响应、输出阻抗等参数。

通常采用晶体管作为放大器的输入级元件，因其具有高输入阻抗和高增益的特点。

3. 差动放大器增益的计算：差动放大器的增益可以通过电压增益(Av)来表示。

电压增益是输出信号与输入信号之比的测量，一般以倍数或分贝为单位。

计算差动放大器增益的方法可以通过电路分析或试验测量获得。

4. 输出级设计：输出级是差动放大器的最后一级，负责将输入信号放大后得到的差异信号输出。

输出级一般采用放大器电路，常见的有共射输出级和共集输出级。

输出级的设计目标是实现高增益、低失真和适当的输出阻抗等。

5. 小信号和大信号分析：在二级运算放大器的设计过程中，需要进行小信号和大信号分析。

小信号分析用于研究输入信号的线性放大特性，而大信号分析则用于研究在输入信号饱和时的非线性放大特性。

6. 负反馈的应用：负反馈是二级运算放大器设计中的重要概念。

通过引入负反馈，可以提高放大器的稳定性、线性度和频率响应，并且可以抑制噪声和减小输出偏置。

设计过程中需要考虑负反馈的类型、参数选择和回路连接方式。

7. DC偏置电路设计：差动放大器需要适当的DC偏置电路来确保其在恒定工作点附近工作。

典型的两级运算放大器环路稳定性分析典型的两级运放如图所示，负载电容CL=50fF。

首先建立静态工作点。

加偏置电流I0=4uA,加共模输入电平1.25V。

仿真后得到结果如下，静态工作点是合适的。

1.开环分析米勒补偿前做开环分析如下，显然，这是不合适的。

加米勒补偿电容Cc=200fF，做开环分析如下，显然，这也是不合适的。

这是由于电路中存在零点造成的。

加入调零电阻Rz=40K，，仿真结果如下。

可以看出，，，相位裕度为40度，不够。

可通过加大补偿电容来进一步分裂p1，p2主次极点。

（已尝试过加米勒补偿电容Cc=300fF可以得到大于60度的相位裕度）。

但是本次设计的运放用在负反馈环路中，故只需要负反馈环路是稳定的就达到设计标准。

理论计算。

查看各管子的静态工作点。

，，，即。

，，，即。

，。

理论值与仿真结果非常接近。

，理论值与仿真结果非常接近。

，，理论值与仿真结果非常接近。

，，理论值与仿真结果40度偏差较大。

2.在负反馈环路中做环路稳定性分析：从上图可以看出，加入反馈电阻网络R1，R2后就打破了原有的静态工作点：主要是反馈电阻网络R1，R2中的电流由M7管提供，所以M7管的静态工作点打破了，即运放的第二级跨导GmⅡ，输出电阻R2都变了。

从波特图中可以看出相位裕度为77度，满足设计标准。

理论计算：查看各管子的静态工作点。

，，，即。

，，，即。

，。

理论值与仿真结果非常接近。

，理论值与仿真结果非常接近。

，理论值与仿真结果非常接近。

，，理论值与仿真结果77度偏差较大。

此结果可能是由于gm7变大，原来的调零电阻RZ过大造成的。

现在改变调零电阻Rz=25K，，仿真结果如下：此时，相位裕度为63度，满足设计标准。

3.改用大电感大电容仿真环路增益：仿真方法如上图所示，将环路断开，加入大电感L0=1GH通直流以建立直流工作点，并且断开交流通路，加入大电容C3=1GF通交流小信号V8。

从仿真结果图中可以看出相位裕度为70度。

不同的仿真方式所得到的结果略有误差。

第五章 含运算放大器的电路的分析◆ 重点：1、运放的传输特性2、比例器、加法器、减法器、跟随器等运算电路3、含理想运放的运算电路的分析计算◆ 难点：1、熟练计算含理想运放的思路5.1 运放的电路模型5.1.1 运放的符号运放是具有高放大倍数的直接耦合放大电路组成的半导体多端实际元件。

而在本章中，所讲到“运放”，是指实际运放的电路模型——一种四端元件。

其符号为+u-_o+ _图5-1 运放的符号在新国标中，运放及理想运放的符号分别为图5-2 运放的新国标符号5.1.2 运放的简介一、同相与反相输入端运放符号中的“+”、“-”表示运放的同相输入端和反相输入端，即当输入电压加在同相输入端和公共端之间时，输出电压和输入电压两者的实际方向相对于公共端来说相同；反之，当输入电压加在反相输入端和公共端之间时，输出电压和输入电压两者的实际方向相对于公共端来说相反。

其意义并不是电压的参考方向。

二、公共端在运放中，公共端往往取定为接地端——电位为零，实际中，电子线路中的接地端常常取多条支路的汇合点、仪器的底座或机壳等，输入电压、输出电压都以之为参考点。

有时，电路中并不画出该接地端，但计算时要注意它始终存在。

5.1.3运放的输入输出关系一、运放输入输出关系曲线在运放的输入端分别同时加上输入电压+u和-u（即差动输入电压为du）时，则其输出电压u o为uouAuuAu=-=-+)(d图5-3 运放输入输出关系曲线实际上，运放是一种单向器件，即输出电压受输入电压的控制，而输入电压并不受输出电压的控制。

由其输入输出关系可以看出，运放的线性放大部分很窄，当输入电压很小时，运放的工作状态就已经进入了饱和区，输出值开始保持不变。

二、运放的模型au-uou+图5-4 运放的电路模型由运放的这一模型，我们可以通过将运放等效为一个含有受控源的电路，从而进行分析计算。

例：参见书中P140所示的反相比例器。

（学生自学）5.1.4有关的说明在电子技术中，运放可以用于1．信号的运算——如比例、加法、减法、积分、微分等2．信号的处理——如有源滤波、采样保持、电压比较等3．波形的产生——矩形波、锯齿波、三角波等4．信号的测量——主要用于测量信号的放大5.2 具理想运放的电路分析5.2.1 含理想运放的电路分析基础所谓“理想运放”，是指图中模型的电阻R in、R0为零，A为无穷大的情况。

两级运算放大器参数计算运放（运算放大器）是指一种能放大输入信号的电子设备，常用于放大低电平的信号以及信号调节、滤波、放大等应用。

运放具有非常好的线性特性，输入信号经过运放放大后，输出信号基本保持与输入信号相同的形状，但放大了很多倍。

在运放的应用中，常常需要根据具体的要求来选择适合的电路和参数。

其中，两级运放是一种常用的放大器电路，由两个运放组成。

在计算两级运放的参数之前，我们需要明确以下几个概念：1. 增益（Gain）：运放的增益是指输出信号与输入信号之间的比值关系，通常以倍数或者分贝（dB）来表示。

增益越大，输出信号就越大。

2. 带宽（Bandwidth）：运放的带宽是指在一定范围内，运放输出信号的幅度能够保持线性增益的频率范围。

带宽越大，运放的频率响应范围就越宽。

3. 输入阻抗（Input Impedance）和输出阻抗（Output Impedance）：输入阻抗是指运放输入端的电阻，输出阻抗是指运放输出端的电阻。

输入输出阻抗越大，对待放大的信号影响越小。

下面以电压放大器为例，介绍两级运放的参数计算：1.增益的计算：两级运放的增益等于第一级运放的增益与第二级运放的增益相乘。

增益的计算方法可以通过运放的数据手册来获取，或者通过实验测量得到。

2.带宽的计算：两级运放的带宽等于第一级运放的带宽与第二级运放的带宽取较小值。

带宽的计算方法也可以通过运放的数据手册来获取。

3.输入阻抗的计算：两级运放的输入阻抗等于第一级运放的输入阻抗与第二级运放的输入阻抗相乘。

输入阻抗的计算方法可以通过运放的数据手册来获取。

4.输出阻抗的计算：两级运放的输出阻抗等于第一级运放的输出阻抗与第二级运放的输出阻抗相乘。

输出阻抗的计算方法可以通过运放的数据手册来获取。

需要注意的是，两级运放的参数计算可能受到电源电压、工作温度等因素的影响，因此在实际应用中还需要考虑这些因素，并选择合适的电源和工作环境。

除了上述参数计算，还可以通过仿真软件进行两级运放的电路设计和参数优化。

两级运算放大器实验报告一、实验名称：两级运算放大器二、实验目的：1.熟悉掌握Orcad captureCIS的使用方法以及常见的仿真方法和参数设置。

2.利用Orcad captureCIS设计两级运算放大器，并完成要求功能。

3.掌握运算放大器中的增益、带宽、输出摆幅、压摆率、速率、噪声等各个参数之间的折中调试。

三、实验步骤：（一）参数要求：1.电源电压VCC=2.7V.2.CL=10pF.3.增益Ad>80dB.4.增益带宽积GW>5M.5.共模电压输入范围ICMR=1~2V.6.共模抑制比CMRR>70dB.7.输出电压摆幅>2V.8.diss<1mW.9.SR>10V/us（二）实验步骤及数据：（1）由参数要求，共模电压输入范围为1~2V，电源电压为2.7V，Pdiss<1mW，由这些参数以及相位余度要为60度，由相应的公式估算出来，电路如图所示：如电路所示，为一个差分输入级与共源放大器组成，采用了密勒补偿，按照计算步骤确定各个元件参数之后，下边进行仿真验证与调试。

（2）交流仿真验证增益带宽是否满足，仿真结果如图所示：如图结果，增益Av=82dB，增益带宽积GW=6.6M，相位裕度有42度，满足要求，并且还有一定的余量。

（3）交流仿真验证共模电压输入范围ICMR与共模抑制比CMRR是否满足要求，仿真电路如图所示：1、在仿真验证CMRR之前，先做了一个增益随共模输入电压的变化曲线，大致了解共模电压输入范围，结果如图所示：如图所示，增益在大于80dB时，共模电压输入范围为0.96V~2.66V，能达到要求，且还有余量。

2、现在仿真验证一下CMRR随共模电压的变化曲线，需要更改仿真电路图，更改的电路图如图所示：如图所示，由于要同时产生差模放大与共模放大，所以复制一个电路出来用以产生共模放大输出，仿真结果如图所示：由仿真结果可以看出，在增益大于80dB时，共模电压输入范围为0.56V~2.65V，由此得出的参数满足要求，且有一定余量。

运算放大器基本原理及应用一． 原理(一） 运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件;当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时;可以灵活地实现各种特定的函数关系..在线性应用方面;可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路..运算放大器一般由4个部分组成;偏置电路;输入级;中间级;输出级..图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线;一般用到的只是曲线中的线性部分..如图2所示..U -对应的端子为“-”;当输入U -单独加于该端子时;输出电压与输入电压U -反相;故称它为反相输入端..U +对应的端子为“＋”;当输入U +单独由该端加入时;输出电压与U +同相;故称它为同相输入端..输出：U 0= AU +-U - ； A 称为运算放大器的开环增益开环电压放大倍数.. 在实际运用经常将运放理想化;这是由于一般说来;运放的输入电阻很大;开环增益也很大;输出电阻很小;可以将之视为理想化的;这样就能得到:开环电压增益A ud =∞；输入阻抗r i =∞；输出阻抗r o =0；带宽f BW =∞；失调与漂移均为零等理想化参数..2.理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U O ＝A ud U +－U －;由于A ud =∞;而U O 为有限值;因此;U +－U －≈0..即U +≈U －;称为“虚短”..由于r i =∞;故流进运放两个输入端的电流可视为零;即I IB ＝0;称为“虚断”;这说明运放对其前级吸取电流极小..上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则;可简化运放电路的计算.. 3. 运算放大器的应用 1比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路;比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路.. a 反向比例电路反向比例电路如图3所示;输入信号加入反相输入端:图3反向比例电路电路图对于理想运放;该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：为了减小输入级偏置电流引起的运算误差;在同相输入端应接入平衡电阻R ’＝R 1 // R F ..输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系;方向相反;改变比例系数;即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值..反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求.. b 同向比例电路同向比例电路如图4所示;跟反向比例电路本质上差不多;除了同向接地的一段是反向输入端:图4 同相比例电路电路图它的输出电压与输入电压之间的关系为：； R’＝R 1 // R F只要改变比例系数就能改变输出电压;且U i 与U 0的方向相同;同向比例电路对集成运放的共模抑制比要求高.. c 差动比例电路差动比例电路如图5所示;输入信号分别加在反相输入端和同相输入端:图5 差动比例电路电路图其输入和输出的关系为：i1f O U R R U -=i1fO )U R R (1U +=可以看出它实际完成的是：对输入两信号的差运算.. 2和/差电路 a 反相求和电路其电路图如图6所示输入端的个数可根据需要进行调整:图6 反相求和电路图其中电阻R'满足：它的输出电压与输入电压的关系为：它的特点与反相比例电路相同;可以十分方便的通过改变某一电路的输入电阻;来改变电路的比例关系;而不影响其它支路的比例关系.. b 同相求和电路其电路如图7所示输入端的个数可根据需要进行调整:图7 同向求和电路图它的输出电压与输入电压的关系为：它的调节不如反相求和电路;而且它的共模输入信号大;因此它的应用不很广泛.. c 和差电路其电路图如图8所示;此电路的功能是对U i1、U i2进行反相求和;对U i3、U i4进行同相求和;然后进行的叠加即得和差结果..图8 和差电路图它的输入输出电压的关系是：由于该电路用一只集成运放;它的电阻计算和电路调整均不方便;因此我们常用二级集成运放组成和差电路..它的电路图如图9所示:图9 二级集成和差电路图它的输入输出电压的关系是：⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+=22114433f 0R U R U R U R U R U i i i i它的后级对前级没有影响采用理想的集成运放;它的计算十分方便.. 3 积分电路和微分电路 a 积分电路其电路图如图10所示：它是利用电容的充放电来实现积分运算;可实现积分运算及产生三角波形等..图10 积分电路图它的输入、输出电压的关系为：其中: 表示电容两端的初始电压值.如果电路输入的电压波形是方形;则产生三角波形输出.. b 微分电路微分是积分的逆运算;它的输出电压与输入电压呈微分关系..电路如图11所示:图11 微分电路图R u -=0它的输入、输出电压的关系为： 4 对数和指数运算电路 a 对数运算电路对数运算电路就是是输出电压与输入电压呈对数函数..我们把反相比例电路中Rf 用二极管或三级管代替级组成了对数运算电路..电路图如图12所示：图12 对数运算电路它的输入、输出电压的关系为也可以用三级管代替二极管: b 指数运算电路指数运算电路是对数运算的逆运算;将指数运算电路的二极管三级管与电阻R 对换即可..电路图如13所示:图13 指数运算电路它的输入、输出电压的关系为： 利用对数和指数运算以及比例;和差运算电路;可组成乘法或除法运算电路和其它非线性运算电路..二无源滤波电路0101=+-=⎰t c t t i u dt u RC u r iu u S I u Re 0-=滤波电路的作用：允许规定范围内的信号通过；而使规定范围之外的信号不能通过..滤波电路的分类：低通滤波器：允许低频率的信号通过;将高频信号衰减； 高通滤波器：允许高频信号通过;将低频信号衰减；带通滤波器：允许一定频带范围内的信号通过;将此频带外的信号衰减； 带阻滤波器：阻止某一频带范围内的信号通过;允许此频带以外的信号衰减；仅由无源元件电阻、电容、电感组成的滤波电路;为无源滤波电路..它有很大的缺陷如：电路小;能力差等..为此我们要学习有源滤波电路.. 三有源滤波电路有源滤波器是指利用放大器、电阻和电容组成的滤波电路;可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面..但因受运算放大器频带限制;这种滤波器主要用于低频范围..1一阶有源低通滤波器其电路如图14-a 所示;它是由一级RC 低通电路的输出再接上一个同相输入比例放大器构成; 幅频特性如图14-b 所示; 通带以外以dB 20-/十倍频衰减:图14-a 一阶有源低通滤波电路 图14-b 一阶有源低通幅频特性该电路的传递函数为: 式中RC 10=ω称为截止角频率;传递函数的模为2)(1)(o vo v A j A ωωω+=幅角为00arctg ωωϕ-=)(.. 2二阶有源滤波电路为了使输出电压以更快的速率下降;以改善滤波效果;再加一节RC 低通滤波环节;称为二阶有源滤波电路..它比一阶低通滤波器的滤波效果更好..二阶有源滤波器的典型结构如图15所示：图15 二阶有源滤波器典型结构 图中;Y 1～Y 5为导纳;考虑到U P ＝U N ;可列出相应的节点方程式为： 在节点A 有： 在节点B 有： 联立以上二等式得：考虑到： 则：AS 即是二阶压控电压源滤波器传递函数的一般表达式..只要适当选择Y i i ＝1～5;就可以构成低通、高通、带通等有源滤波器..)(ba aO N P R R R U U U +=≈。

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。

一毕业设计（论文）进展情况60为什么要使用两级放大器，两级放大器的优点：单级放大器输出对管产生的小信号电流直接流过输出阻抗，因此单级电路增益被抑制在输出对管的跨导与输出阻抗的乘积。

在单级放大器中，增益是与输出摆幅是相矛盾的。

GB GB GB ()()()p p z的相位裕量，所以2.2 10LC因此由补偿电容最小值即可以得到2m112'1g (/)(/)2/12N W L W L K I ==≅ 用负ICMR 公式计算5Dsat V 由式（12）我们可以得到下式15(min)IC SS GS Dsat V V V V =++如果5DS V 的值小于100mv ，可能要求相当大的5(/)W L ，如果5Dsat V 小于0，则ICMR 的设计要求则可能太过苛刻，因此，我们可以减小5I 或者增大5(/)W L 来解决这个问题，我们为了留一定的余度我们(min)IC V 等于-1.1V 为下限值进行计算152511(min)Dsat IC TN SS I V V V V β=---（）则可以得到的5Dsat V 进而推出555'2552(/)()Dsat S W L K V ==（I ）11/1≅即有58(/)(/)11/1W L W L =≅为了得到60°的相位裕量，6m g 的值近似起码是输入级跨导1m g 的10倍（allen 书p.211例6.2-1），我们设us g g m m 9421016==，为了达到第一级电流镜负载（M3和M4）的正确镜像，要求46SG SG V V =，图中x ，y 点电位相同我们可以得到6644(/)(/)64/1m m gW L W L g ==进而由6662(/)m Pd g K W L I '=我们可以得到直流电流 22m6m667''6666g g 113.72(/)2d d I I A K W L K S μ==== 同样由电流镜原理，我们可以得到7755(/)(/)32/1d d IW L W L I ==3、仿真和测量 （1）DC 分析图2 VOUT 、M5管电流、M7管电流、Vx 与Vy 与输入共模电压变化的关系图4 测量共模输入范围的电路图图5 运放的输入共模电压范围从图中可以得到输入共模范围满足设计指标(-1V~2V)（3）测量输出电压范围在单位增益结构中，传输曲线的线性收到ICMR 限制。

两级运放的自激现象微波eda摘要：1.两级运放的自激现象简介2.微波EDA技术在电路设计中的应用3.两级运放自激现象与微波EDA技术的关联4.利用微波EDA技术解决两级运放自激现象的方法5.实例分析与实践正文：众所周知，两级运放的自激现象是电子电路设计中的一大挑战。

在微波电路设计中，这种现象可能导致信号失真、噪声增加、频率响应恶化等问题。

因此，研究如何解决两级运放自激现象具有重要意义。

本文将介绍两级运放的自激现象及其解决方法，并探讨微波EDA技术在其中的应用。

首先，我们来了解一下两级运放的自激现象。

运算放大器是一种模拟电路，具有很高的增益和带宽。

当两级运放级联时，如果本级输出信号被本级或下级放大，就可能产生自激振荡。

这种振荡会导致电路性能的下降，因此在设计过程中必须加以解决。

微波EDA（Electronic Design Automation）技术是现代电子电路设计的重要工具，它可以在计算机上进行电路仿真、分析和优化。

在两级运放自激现象的解决中，微波EDA技术发挥着重要作用。

通过微波EDA技术，设计人员可以在短时间内对电路进行修改、仿真和分析，从而找到合适的解决方案。

接下来，我们来看一下如何利用微波EDA技术解决两级运放自激现象。

1.利用微波EDA技术进行电路仿真，找到可能导致自激现象的关键环节。

2.对关键环节进行分析，了解其对电路性能的影响。

3.针对分析结果，对电路进行优化。

这可能包括调整元件参数、增加滤波器等措施。

4.重新进行仿真和分析，验证优化方案的有效性。

5.如果必要，重复步骤3和4，直到电路性能满足设计要求。

以下是一个实例分析：假设我们设计一个两级放大器，第一级为放大器A，第二级为放大器B。

在仿真过程中发现，两级放大器存在自激现象。

我们可以通过以下步骤解决：1.利用微波EDA技术，找到放大器A的输出信号被放大器B放大后，重新输入到放大器A的反馈环路，从而产生自激振荡。

2.分析放大器A的输入和输出信号，发现输入信号的幅度和相位变化较小，而输出信号存在较大的幅度和相位波动。

运放二级放大电路
摘要：
1.运放二级放大电路的概念
2.运放二级放大电路的基本原理
3.运放二级放大电路的优点
4.运放二级放大电路的应用实例
正文：
一、运放二级放大电路的概念
运放二级放大电路是一种使用运算放大器作为主要元件的放大电路，它具有电压放大功能。

在电子技术领域，这种电路被广泛应用，如音频放大器、信号处理、模拟计算机等。

二、运放二级放大电路的基本原理
运放二级放大电路的基本原理是通过运算放大器的正反馈来实现电压放大。

具体来说，它通过将输入信号与运算放大器的非反相输入端相连，输出信号接在反相输入端，从而形成一个闭合的正反馈环路。

当输入信号发生变化时，输出信号会相应地放大或衰减。

三、运放二级放大电路的优点
1.增益可调：通过改变电阻值，可以调整电路的增益，从而满足不同场合的需求。

2.输入阻抗高：运放二级放大电路的输入阻抗很高，可以忽略输入电流对电路的影响，从而简化电路分析。

3.输出阻抗低：运放二级放大电路的输出阻抗很低，可以驱动较大负载，
提高电路的驱动能力。

4.稳定性好：由于采用正反馈，运放二级放大电路具有较好的稳定性，不易产生自激振荡。

四、运放二级放大电路的应用实例
1.音频放大器：在音频放大器中，运放二级放大电路可以用于对音频信号进行放大，提高音频输出的电压。

2.信号处理：在信号处理领域，运放二级放大电路可以用于对各种模拟信号进行放大或衰减，满足不同信号处理任务的需求。

3.模拟计算机：在模拟计算机中，运放二级放大电路可以用于实现各种模拟运算，如求和、求差、积分等。

目录第一章绪论 (1)1.1、模拟集成电路概述 (1)1.1.1、模拟集成电路的设计特点 (1)1.2、模拟集成电路设计流程 (1)第二章二阶运算放大器 (3)2.1、运算放大器概述 (3)2.1.1、运算放大器的工作原理 (3)2.2、运算放大器的分类 (5)2.2.1、运算放大器的主要参数 (5)第三章二阶运算放大器仿真分析 (6)3.1、画电路图 (6)3.2、二阶运算放大器仿真分析 (7)第四章实训总结 (12)参考文献 (13)第一章绪论1.1、模拟集成电路概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。

集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。

集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。

1.1.1、模拟集成电路的设计特点几何尺寸是设计的重要部分；通常涉及模数混合电路；模拟占20%、数字占80%的芯片面积；模拟需要80%的设计时间；模拟设计主要在电路级；成功的设计：2/3取决于模拟，1/3取决于数字。

1.2、模拟集成电路设计流程设计输入：以电路图或HDL语言的形式形成电路文件；输入的文件经过编译后，可以形成对电路逻辑模型的标准描述。

逻辑仿真（功能仿真）：对如上形成的逻辑描述加入输入测试信号，检查输出信号师傅哦满足设计要求；再此没有考虑任何时间关系，只是检测逻辑是否有错。

系统分割（设计综合）：采用特定的设计方法分解实现电路模型，得到电路实际采用的逻辑单元及其相互连接形式；在GA设计时，电路会分割为2-3输入的逻辑单元，在FPGA设计中，分割为4输入逻辑单元，而采用CPLD设计时，则分割为更大的逻辑单元。

8个型号的运算放⼤器分析对⽐关于运算放⼤器⽤于发烧⾳频放⼤，问题集中在3个⽅⾯：⼀是运放可不可以⽤，⼆是到底哪个型号的运放好，三是现在的市场鱼龙混杂，怎么能知道买到的是“好”运放。

关于第⼀个问题，我个⼈的意见是肯定的，不多赘述。

后⾯两个问题，⽹上的精品帖⼦不少，但个⼈认为，很多介绍都是在谈听⾳感受，虽然描述得很精彩，但多少有些雾⾥看花的感觉。

为此，个⼈从⼿头多个型号双运放中选出8个型号，⽤直观定性的⽅法做⼀简单对⽐。

8个双运放分别是：TL062、TL082、LM2904、LF353、AD827、NE5532、AD712、OPA2134。

个⼈认为对于说明问题⾜够了。

⾸先在运放参数上做⼀简单对⽐。

运算放⼤器的参数很多，⽣产⼚家给出的参数⽂件⾮常详尽，但⽤于⾳频放⼤只要关注⼏个有关参数就可以了。

如下表：序号型号转换速率V/us增益带宽Mhz等效输⼊噪声电压Nv/√hz共模抑制⽐db失真度 %最⼤输出电流(short-circuit current) MA1TL062 3.5142862TL08213318860.0033LM29040.30.74080404LF353134251000.025AD827300501595326NE55329105100387AD71216316908OPA213420881000.0000840从列表对⽐情况可以看出：等效输⼊噪声电压－越⼩越好，NE5532、OPA2134、AD827胜出；转换速率－越⾼越好，AD827、OPA2134、AD712胜出；单位增益带宽－越⼤越好，AD827、NE5532、OPA2134胜出；共模抑制⽐－越⼤越好，OPA2134、NE5532、LF353、AD827胜出。

失真度，当然越⼩越好；最⼤输出电流，应该是越⼤越好，但这两个指标没有找全，不做⽐较吧。

⼩结：综合看，OPA2134、AD827、NE5532综合参数最好，也是⼝碑最好的。

模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性分析模拟电路中的运算放大器是一种重要的电子元件，用于处理和放大模拟信号。

然而，由于运算放大器的非线性特性，其输出在一定范围内不完全与输入信号成比例，导致输出信号失真。

本文将对运算放大器的非线性特性进行分析，并探讨其产生的原因及可能的解决方法。

一、非线性特性的原因1. 饱和现象：当输入信号的幅值超过运算放大器的供电电压范围时，运算放大器将输出最大值（正饱和）或最小值（负饱和），导致输出信号的失真。

2. 引线效应：运算放大器内部的引线产生的电阻、电感和电容会对电路的频率响应产生影响，使得输出信号与输入信号的幅频特性不一致，也会导致非线性失真。

3. 温漂问题：温度变化会导致运算放大器的性能参数发生变化，如增益、输入偏置电流等，进而影响输出信号的准确性。

二、非线性特性的影响1. 噪声增加：非线性失真将引入更多的高频噪声成分，降低系统的信噪比，影响信号的质量。

2. 频率失真：非线性特性会导致输入信号的不同频率分量在输出端的放大程度不一致，引起频率失真现象。

3. 相位失真：非线性特性还会改变输入信号的相位，使得输出信号与输入信号之间的相位差发生变化，引起相位失真。

三、非线性特性的衡量方法为了衡量运算放大器的非线性特性，可以采用以下方法：1. 线性度曲线：通过绘制输入输出特性曲线，观察输出信号与输入信号之间的关系，可以判断运算放大器的线性度。

2. 总谐波失真（THD）：使用频谱分析仪测量输出信号的谐波含量，计算出总谐波失真的百分比，该值越低，表示非线性失真越小。

3. 交调失真：交调失真是指当输入信号存在多个频率分量时，它们之间产生新的谐波和交调分量，从而导致非线性失真。

四、非线性特性的改善方法为了改善运算放大器的非线性特性，可采取以下措施：1. 反馈技术：应用负反馈可以降低非线性失真。

通过将部分输出信号与输入信号进行比较，调整放大器的增益，可以减小非线性特性的影响。

2. 选择合适的运算放大器：不同型号的运算放大器具有不同的非线性特性。

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。

目录1前言12二级运算放大器电路 1电路结构 1设计指标 23 Cadence仿真软件 3schematic原理图绘制 3#生成测试电路3电路的仿真与分析4直流仿真 4交流仿真 4版图绘制5差分对版图设计6电流源版图设计 7负载MOS管版图设计 7.DRC & LVS版图验证 8DRC验证 8LVS验证 8 4结论 95参考文献 9摘要本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。

以传统的二级运算放大器为例，在ADE电路仿真中实现工艺，输入直流电源为5v，直流电流源范围27~50uA,根据电路知识，设置各个MOS管合适的宽长比，调节弥勒电容的大小，进入stectre仿真使运放增益达到40db，截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。

版图设计要求DRC验证0错误，LVS验证使电路图与提取的版图相匹配，观看输出报告，要求验证比对结果一一对应。

关键词：cadence仿真，设计指标，版图验证。

AbstractIn this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one.Key words: cadence simulation, design index, layout verification.1前言近几年来，人们已投入很大力量研究版图设计自动化，计算机辅助设计方法学在给定所需功能行为描述的数字系统设计自动化方面已经非常成功。