运算放大器类型分析和经典电路分享

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2018-10-29 11:34:41 2132 运算放大器

0 ` 首先运算放大器其按参数可分为如下几种：　　通用型运算放大器：　　主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。　　低温漂型运算放大器：　　在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。　　高阻型运算放大器：　　特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid>1GΩ～1TΩ，IB为几皮安到几十皮安。　　高速型运算放大器：　　主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。　　低功耗型运算放大器：　　由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便，所以随着便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。　　高压大功率型运算放大器：运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。　　可编程控制运算放大器：　　在仪器仪表得使用过程中都会涉及到量程得问题.为了得到固定电压得输出，就必须改变运算放大器得放大倍数。　　我们关键的几个关键参数问题! 　　1.低功耗的需求? 　　2.低噪声的需求? 　　3.高精度的需求?(较低的失调电压) 　　4.高速的需求?(运放的带宽高，跟运放的带宽要求相关) 　　5.压摆率的需求?(1V/uS以上)跟运放的带宽相关，速率高—压摆率高! 　　6.几个通道的需求?(单通道或双通道) 　　7.是否需要轨对轨?(信号的失真性小，信号可满摆幅输出!) 　　8.失调电压的需求?(是否5mV以内) 　　9.通用运放主要指标　　GBW在1MHz左右　　失调电压 > 5mV 　　压摆率为1V/?S以上　　Railto Rail概念　　A.输入失调电压VOS(input offsetvoltage)输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称性的指标。　　说明：失调电压越低，运放性能指标就越高，其内部的对称性指标就越好。　　B.压摆率SR(Slew rate)其特征参数数据越高运放的性能也越优越。表征其工作时的响应速度，输出电压的响应速度能快速跟踪输入电压的性能指标。　　说明：压摆率越高越好，其输出电压的响应速度会越快。　　C.电压/电流噪声eN(@1KHz)(Voltage Noise)其特征参数越大越好。进行运算放大时其背景噪声的干扰会越小。　　说明：电压/电流的噪声电压越小越好。其输出放大的背景噪声就越小。有用信号更容易取得。　　D.谐波失真THD(total harmonic distortion)其百分数越低越好。表征其输出信号对比输入信号的失真度情况。　　说明：THD值越低越好，表明其输出波形的相似度等级。　　常用OP-运放放大器电路设计应用如下：　　1.InverterAmp.反相位放大电路：　　放大倍数为Av=R2/R1但是需考虑规格之Gain-Bandwidth数值。　　R3=R4提供1/2电源偏压　　C3为电源去耦合滤波　　C1，C2输入及输出端隔直流　　此时输出端信号相位与输入端相反　　2、Non-inverterAmp.同相位放大电路：　　放大倍数为Av=R2/R1 　　R3=R4提供1/2电源偏压　　C1，C2，C3为隔直流　　此时输出端信号相位与输入端相同　　3、Voltagefollower缓冲放大电路：　　O/P输出端电位与I/P输入端电位相同　　单双电源皆可工作　　4、Comparator比较器电路：　　I/P电压高于Ref时O/P输出端为Logic低电位　　I/P电压低于Ref时O/P输出端为Logic高电位　　R2=100R1用以消除Hysteresis状态，即为强化O/P输出端，Logic高低电位差距，以提高比较器的灵敏度　　(R1=10K，R2=1M) 　　单双电源皆可工作　　5、Square-waveoscillator方块波震荡电路：　　R2=R3=R4=100K 　　R1=100K，C1=0.01uF 　　Freq=1/(2πR1C1) 　　6、Pulsegenerator脉波产生器电路：　　R2=R3=R4=100K 　　R1=30K，C1=0.01uF，R5=150K 　　O/P输出端OnCycle=1/(2πR5C1) 　　O/P输出端OffCycle=1/(2πR1C1) 　　7、Activelow-passfilter有源低通滤波器电路：　　R1=R2=16K 　　R3=R4=100K 　　C1=C2=0.01uF 　　放大倍数Av=R4/(R3+R4) 　　Freq=1KHz 　　8、Activeband-passfilter有源带通滤波器电路：　　R7=R8=100K，C3=10uF 　　R1=R2=390K，C1=C2=0.01uF 　　R3=620，R4=620K 　　Freq=1KHz，Q=25 　　9、High-passfilter高通滤波器电路：　　C1=2C2=0.02uF，C2=0.01uF 　　R1=R2=110K 　　6dBLow-cutFreq=100Hz 　　10、Adj.Q-notchfilter频宽可调型滤波器电路：　　R1=R2=2R3 　　C1=C2=C3/2 　　Freq=1/(2πR1C1) 　　VR1调整负回授量，越大则Q值越低。(表示频带变宽，但是衰减值相对减少。) 　　R1，R2，R3，C1，C2，C3为Twin-Tfilter结构。　　11、Wien-bridgeSine-waveOscillator文桥正弦波震荡电路：　　R1=R2，C1=C2 　　R3与D1，D2Zener产生定点压负回授　　Freq=1/(2πR1C1) 　　D1与D2可使用Lamp效果更佳(产生阻抗负变化系数) 　　12、Peakdetector峰值检知器电路：(范例均为正峰值检知) 　　本电路仅提供思维参考用(右方电路具放大功能) 　　Eo=Ei(R4+R3)/R3 　　S1为连续取样开关，因应峰值不断的变化。　　13、Positive-peakdetector正峰值检知器电路：　　R1=1K，R2=1M，C1=10uF 　　只有在I/P电位高于OP-端电位时，才能使Q1导通，O/P电位继续升高. 　　正峰值必须低于电源正值，所得数据为最高值。　　14、Negative-peakdetector负峰值检知器电路：　　R1=1M，C1=10uF 　　只有在I/P电位低于OP-端电位时，O/P电位继续降低. 　　负峰值必须高于电源负值，所得数据为最高值。　　15、RMS(Absolutevalue)detector绝对值检知器电路：　　不论I/P端极性为何，皆可由O/P端输出，若后端再接上正峰值检知器电路，即可取得RMS数值。 ` 2
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