运放基础知识,Op-Amp description
关键字:运放基础知识
浅谈运放
运放是集成运算放大器的简称,它是由十几只乃至近百只晶体管和其他阻容元件构成的,并带有深度负反馈的直接耦合放大器,其内部电路可由图1的方框图表示。40年前第一只运放μA702问世以来.运放已经历了4代。第1代运放只是简单地将分立元件完成的功能用集成方法来制作,效果并不比分立元件好多少,只是体积大大缩小。第2代运放开始采用有源负载,其开环增益最高可达105dB。第3代运放以超β管作为差分输入管,在失调电压、失调电流、开环增益、共模抑制比、温漂等方面都有所提高。第4代运放则是使用大规模集成电路方式,将双极型管和场效应管集成在同一硅片上,使输入阻抗、失调电压、噪声系数、温漂等指标得到进一步改善。现在运放正朝着高速、高压、低功耗,低噪声,高稳定、大功率方向发展。
运放的特点及其类别:
1.通用型 这类运放无特殊要求,常在普通电路中使用,价格也很低廉,比如μA741、LM324等。
2.微偏流(高阻)型 这类运放的输入阻抗极高,常以场效应管作为输入级,其输入偏流低到pA(10-12pA)级,比如AD549、OPAl28等。
3.低功耗型 这类运放自身功耗极低,常以电池供电,其静态耗电有的仅为20μA,比如OP90G、LP324等。
5.低噪声型 这类运放的特点是噪声电压密度极低,已低至0.85nV/1kHz.主要用于高级音响的前置级,比如AD829、LT1028就属这类运放。
6.高速型 这类运放主要用在高频高带宽的电子设备中,通常采用电流负反馈方式,它的转换速率很高,可达2000V/μs以上。比如LM318、EL2030C、AD8001A就属这一类运放。
除此以外还有高压型、程控型、跨导型等等,在此不一一介绍。不论哪种运放,它的电路符号均如图2所示,其中图2(a)为正、负双电源供电,图2(b)为单电源供电,其封装有金属封装(B-3型即礼帽式,大功率三极管TO-3型)和塑料封装(扁平封装、双列直插封装、单列直插封装)两种形式,其引脚通常为8脚、9脚,14脚、16脚等几种。根据集成电路封装所包含的运放单元数量,可分为单运放,如TL081,LM318、NE5539等见图3(a)(指塑封类型,下同);双运放如TL082、LMl58、NE5532、μPC4072/4等见图3(b)(c);四运放如LM324、TL084、LF347等见图3(d)。
无论哪种运放都有两个输入端,即同相输入端V+,反相输入端V-,一个输出端Uo。它的基本特性:当从同相端输入信号时.其输出与输入端信号同相位,即同相放大;当从反相端输入信号时,其输出与输入端信号相位相反,即反相放大。当从同相输入端和反相输入端同时注入不同信号时,输出端输出的信号是它们的代数和,即差动放大。当同相输入端和反相输入端同时输入同一信号时,输出端无信号,这是因为正、反相放大器放大后的信号由于相位相反,刚好抵消。
运放的主要参数有:工作电压、静态工作电流,信噪比、电压最大增益、功耗、输入失调电压、输入失调电流、输入阻抗、输出阻抗、增益带宽积及转换速率等.下面仅解释一下什么是增益带宽积与转换速率。所谓增益带宽积是指运放开环电压放大倍数A=1时,带宽与放大倍数的乘积。对应的带宽频率用fc表示(因工作频率升高,运放的放大倍数降低),一般通用型可达1MHz,宽带高速运放可达100MHz以上。所谓转换速率是指在额定负载条件下,当输入边沿陡峭为大信号时,运放输出电压的变化与所用时间比值,即输出电压变化率,用SR表示。SR=U02-U01/t2-t1=△UO/△t,单位V/μs(伏/微秒),见图4,它是反映运放对输入信号的反映速度。
运放作为一种通用电子器件,它的应用很广.比如在放大、振荡、电压比较,模拟运算、阻抗变换,有源滤波等电路中。但不管在哪种电路中应用,均是基于运放的三种基本放大电路:即同相放大器、反相放大器、差动放大器。
图5是运放构成的加法器电路,它实际是运放构成的反相放大器。U1、U2是两个相加电压,Uo则是电压和, 当R1=R2=R3时,放大倍数A=1,R4为平衡电阻,用以提供适当偏流以防止放大器失调。
图6是运放构成的减法器电路,它是一种差动放大器,U1、U2是两个待减的输入电压,Uo是它们的差,当R1=R2=R3时,其放大倍数A=1,R4为平衡电阻。
图8是运放构成的阻抗变换器电路,它是运放构成的同相放大器,放大倍数A=1的特例。它输出电压与输入电压相等、相位相同,但它却有极高的输入阻抗和较低输出阻抗,故也将它称为电压跟随器。
图9是运放构成的电压放大器,其放大倍数由R2、R3共同决定,其中Cl是信号耦合电容,C2是高频旁路电容,R1、R2为偏置电阻,R3为负反馈电阻。
图11是运放构成的二分频电路,它实际是有源滤波器。在图11中,ICl等构成二阶高通滤波器,IC2等构成二阶低通滤波器,它能将前置放大器送来的音频信号分频后,分别送入两个功率放大器放大,然后分别推动高音和低音喇叭放音。
以上只是粗略介绍了运放的一些典型应用,实际上的应用还很多,在此不再一一举例。
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。
举报投诉
发布评论请先 登录
相关推荐
用OP37,OP27,AD8021等一些速度较快的运放接成跟随器时输出噪音大怎么解决?
我用OP37,OP27,AD8021等一些速度较快的运放接成电压跟随器,用示波器观察输出(输入端短路),结果噪音很大,峰峰值有十几毫伏
发表于 11-28 07:24
请问运放OP284F的输入共模电压可不可以为0?
请问运放OP284F的输入共模电压可不可以为0?我将两个输入端短路接到地上,然后通过外部电阻调节增益,观察输出来评估其噪声性能,请问这种方法合适吗?
发表于 11-28 07:10
使用OP1177时,将外置主电源经过简单滤波后和磁阻隔离后作为运放的模拟电源可行吗?
后和磁阻隔离后作为运放的模拟电源,这样可行吗,对运放的性能是否有影响?还是采用独立的线性稳压源产生专用的±15V模拟电源AVDD_15V和AVDD_-15。
发表于 11-27 07:15
双运放OP284搭建的差分放大电路的噪声问题如何解决?
我使用双运放OP284搭建了一个差分放大电路,用于对来自传感器桥的微弱信号进行放大,供AD转换器输入。电路图见附件,电路形式与仪表放大电路的第一级类似。通过对AD转换器数字量输出的分析,发现该放大
发表于 11-27 06:31
DA输出经运放OP295调节后纹波很大怎么解决?
最近在整的一个电路中,一个DA模块,DA芯片选的是4路八位的AD7305,从AD7305输出的模拟电压没什么问题,但经过op295运放调节输出后,纹波变得非常之大,就算7305输出0V的情况下也是
发表于 11-24 08:24
单位增益稳定的运放是什么类型的运放?
了?选成本较低的2MHz的运放是不是也行。
2、为什么滤波器设计时增益一般都是大于等于1的,像我这样增益<1的场合是不是有不稳定的风险,如何能从理论上判断滤波器在最小多大增益时稳定呢
发表于 11-23 06:08
为什么音频电路里面运放的压摆率都达到甚至超过10V/us?
的运放 都很贵但是压摆率通常都在1V/us 以下AD706,OP07 ,OP27甚至能低到0.2V/US
为什么在工控测量领域的运
发表于 11-17 12:54
使用普通运放时如何获取运放的增益误差和增益非线性这样的指标呢?
AD8221这类的仪表放大器数据手册中会有闭环的增益误差和增益非线性度这样的指标,但是像OP2177之类的普通运放的数据手册中没有这些参数,我在使用普通运放时如何获取运
发表于 11-17 06:58
评论