器件選型:運算放大器選型的注意事項
發布時間:2017-02-07 責任編輯:sherry
【導讀】運算放大器是shi重zhong要yao的de模mo擬ni器qi件jian,在zai選xuan擇ze一yi個ge好hao的de運yun算suan放fang大da器qi的de時shi候hou不bu禁jin需xu要yao了le解jie設she計ji的de需xu求qiu,還hai需xu要yao知zhi道dao運yun算suan放fang大da器qi的de製zhi造zao工gong藝yi以yi及ji一yi些xie具ju體ti的de參can數shu,本ben文wen將jiang會hui介jie紹shao運yun算suan放fang大da器qi選xuan擇ze的de注zhu意yi事shi項xiang。
假設有一種完美的放大器,適用於任何電路設計。這種完美的運算放大器具有無限大的開環增益和帶寬,其偏置電壓、輸入偏置電流、shuruzaoshenghedianyuandianliudouweiling,tanenggouzairenyidianyuandianyaxiagongzuo。jirantashizhenzhengwanmeide,nayeyinggaishimianfeide。danzhezhongwanmeideyunsuanfangdaqishijishanggenbenbucunzai,yebukenengcunzai。yushixiaoshoushangjiutigonglegezhonggeyangdeyunsuanfangdaqi,meizhongdouyougezibutongdexingneng、特點和價格。了解放大器的最重要的參數,就能夠找到最合適的運算放大器。
偏置電壓和輸入偏置電流
zaijingmidianlushejizhong,pianzhidianyashiyigeguanjianyinsu。duiyunaxiejingchangbeihushidecanshu,zhurusuiwenduerbianhuadepianzhidianyapiaoyihedianyazaoshengdeng,yebixuceding。jingquedefangdaqiyaoqiupianzhidianyadepiaoyixiaoyu200μV和輸入電壓噪聲低於6nV/√Hz。隨溫度變化的偏置電壓漂移要求小於1μV/℃ 。
低di偏pian置zhi電dian壓ya的de指zhi標biao在zai高gao增zeng益yi電dian路lu設she計ji中zhong很hen重zhong要yao,因yin為wei偏pian置zhi電dian壓ya經jing過guo放fang大da可ke能neng引yin起qi大da電dian壓ya輸shu出chu,並bing會hui占zhan據ju輸shu出chu擺bai幅fu的de一yi大da部bu分fen。溫wen度du感gan應ying和he張zhang力li測ce量liang電dian路lu便bian是shi利li用yong精jing密mi放fang大da器qi的de應ying用yong實shi例li。
低輸入偏置電流有時是必需的。光接收機中的放大器就必須具有低偏置電壓和低輸入偏置電流。
在(zai)所(suo)有(you)放(fang)大(da)器(qi)中(zhong),斬(zhan)波(bo)放(fang)大(da)器(qi)提(ti)供(gong)了(le)最(zui)低(di)的(de)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)和(he)最(zui)低(di)的(de)隨(sui)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)的(de)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)漂(piao)移(yi)。許(xu)多(duo)重(zhong)量(liang)計(ji)量(liang)設(she)備(bei)對(dui)增(zeng)益(yi)的(de)要(yao)求(qiu)高(gao),需(xu)要(yao)配(pei)置(zhi)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)精(jing)密(mi)放(fang)大(da)器(qi),此(ci)時(shi)斬(zhan)波(bo)放(fang)大(da)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)很(hen)好(hao)的(de)選(xuan)擇(ze)。

注意電源的影響
便(bian)攜(xie)式(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)放(fang)大(da)器(qi)要(yao)求(qiu)在(zai)很(hen)低(di)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)下(xia)工(gong)作(zuo),且(qie)電(dian)源(yuan)電(dian)流(liu)應(ying)很(hen)小(xiao)以(yi)盡(jin)量(liang)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)。這(zhe)些(xie)放(fang)大(da)器(qi)一(yi)般(ban)還(hai)須(xu)有(you)良(liang)好(hao)的(de)輸(shu)出(chu)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)和(he)高(gao)開(kai)環(huan)增(zeng)益(yi)。
jinguanxuduofangdaqideguanggaohaochengxiaohaohenxiaodedianliu,danzaixuanyongshirengyingxiaoxin。yidingyaorenzhenyueducanshubiaoyiliuxindidianyaxiagongzuokenengyinqidexingnengwenti。youxiedigonghaoyunsuanfangdaqi,dangshuchudianyagaibianshiqidianyuandianliujuyoujiaokuandebianhuafanwei。zaididianyuandianyaxia,shuchudianliuqudongnengliyekenengxianzhuxiajiang。kezhayuecanshubiaoyiquedingzaitedingdedianyuandianyaxiasuonengdadaodeshuchudianliuqudongnengli。
另一種選擇是使用具有“關閉”特(te)性(xing)的(de)放(fang)大(da)器(qi)。雖(sui)然(ran)這(zhe)種(zhong)放(fang)大(da)器(qi)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)流(liu),但(dan)當(dang)不(bu)工(gong)作(zuo)時(shi)能(neng)被(bei)關(guan)閉(bi)從(cong)而(er)進(jin)入(ru)超(chao)低(di)電(dian)流(liu)狀(zhuang)態(tai)。較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)流(liu)可(ke)使(shi)放(fang)大(da)器(qi)具(ju)有(you)較(jiao)快(kuai)的(de)速(su)度(du)和(he)很(hen)大(da)的(de)輸(shu)出(chu)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)。
注意避免一些常見的錯誤
運yun算suan放fang大da器qi參can數shu表biao包bao含han許xu多duo信xin息xi,但dan有you時shi可ke能neng很hen難nan通tong過guo比bi較jiao兩liang個ge參can數shu表biao來lai確que定ding哪na種zhong運yun放fang性xing能neng更geng優you。輸shu入ru共gong模mo電dian壓ya範fan圍wei指zhi標biao即ji是shi一yi個ge例li子zi。這zhe個ge參can數shu常chang被bei誤wu用yong。
為確保正常工作,要注意共模抑製比(CMRR)的測試條件。給出的測試條件表示共模輸入電壓範圍。軌-軌輸入放大器的共模輸入電壓範圍是從負電源(V-)到正電源(V+)。
與輸入電壓範圍不同,運算放大器的輸出電壓擺幅並沒有清晰的定義。大多數單電源放大器參數表都給出了針對高、低di兩liang種zhong輸shu出chu擺bai幅fu下xia的de電dian壓ya指zhi標biao。它ta表biao示shi當dang放fang大da器qi吸xi入ru和he泵beng出chu電dian流liu時shi,放fang大da器qi的de輸shu出chu擺bai幅fu接jie近jin正zheng電dian源yuan和he地di的de能neng力li。可ke惜xi的de是shi,一yi般ban無wu法fa根gen據ju不bu同tong廠chang商shang的de參can數shu表biao對dui這zhe些xie數shu值zhi進jin行xing直zhi接jie比bi較jiao,因yin為wei不bu同tong的de供gong應ying商shang會hui以yi不bu同tong的de方fang式shi定ding義yi輸shu出chu負fu載zai。 關(guan)鍵(jian)要(yao)看(kan)負(fu)載(zai)是(shi)電(dian)阻(zu)還(hai)是(shi)電(dian)流(liu)源(yuan)。如(ru)果(guo)負(fu)載(zai)是(shi)電(dian)流(liu)源(yuan),那(na)麼(me)可(ke)測(ce)量(liang)相(xiang)似(si)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu),這(zhe)樣(yang)就(jiu)能(neng)很(hen)容(rong)易(yi)地(di)比(bi)較(jiao)不(bu)同(tong)放(fang)大(da)器(qi)間(jian)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)擺(bai)幅(fu)。若(ruo)負(fu)載(zai)是(shi)電(dian)阻(zu),則(ze)要(yao)判(pan)斷(duan)該(gai)電(dian)阻(zu)是(shi)與(yu)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)Vcc相連,還是與參考電壓Vcc/2相連,或是接地。 負載連接到Vcc/2將(jiang)使(shi)放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)級(ji)可(ke)以(yi)泵(beng)出(chu)和(he)吸(xi)入(ru)電(dian)流(liu),但(dan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)相(xiang)當(dang)於(yu)負(fu)載(zai)接(jie)地(di)或(huo)接(jie)到(dao)正(zheng)電(dian)源(yuan)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)一(yi)半(ban)。這(zhe)種(zhong)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)的(de)差(cha)別(bie)可(ke)使(shi)得(de)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)擺(bai)幅(fu)接(jie)近(jin)正(zheng)負(fu)電(dian)源(yuan)的(de)值(zhi)。這(zhe)在(zai)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)上(shang)可(ke)能(neng)誤(wu)導(dao),因(yin)為(wei)在(zai)大(da)多(duo)數(shu)單(dan)電(dian)源(yuan)直(zhi)流(liu)應(ying)用(yong)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong),負(fu)載(zai)都(dou)直(zhi)接(jie)接(jie)地(di),放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)擺(bai)幅(fu)達(da)不(bu)到(dao)正(zheng)電(dian)源(yuan)的(de)值(zhi)。
dianrongqudongnenglishiyigezaicanshubiaozhongjingchangdingyihanhudecanshu。suoyoudefangdaqiduirongxingfuzaidelingminduyoubutongchengdudechabie。yixiedigonghaofangdaqixiangduiyujinjinjibaigepifaderongxingfuzaijiukenengbiandebuwending。yinci,zhexiefangdaqidecanshubiaokenenghuiyinzangzhegeshishi。
要確定放大器對於輸出電容的靈敏度,可以通過相對於容性負載的過衝(overshoot)quxiantulaijueding。lingyigejiaohaodeshiyitushixiaoxinhaoxiangyingtu,keyonglaiguanceguochongdechengduhetedingrongxingfuzaidexiajiangshijian。mouxiecanshubiaohaitigonglexiangduirongxingfuzaidezengyi-帶寬示意圖。
減小過衝和阻尼振蕩的一個方法就是在輸出負載上並聯一個串聯R-C網絡。可通過實驗來確定這個網絡(也稱阻尼電路)的最佳值。也能在器件的應用說明中找到減小過衝和阻尼振蕩的其它方法。
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