是什么意思(运算放大器是电子工程师比较熟悉的)
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2023-08-29 23:03:29
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引言

我们经常看到很多经典的运算放大器应用图册,但是这些应用都是基于双电源的。很多情况下,电路设计人员必须使用单电源,却不知道如何将双电源电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时,你需要比双电源电路更小心,设计者必须完全理解本文所描述的内容。

11电源供电和单电源供电

所有运算放大器都有两个电源引脚。一般来说,在数据中,他们的标志是VCC+和VCC-,但有时他们的标志是VCC+和GND。这是因为一些数据手册的作者试图将这种识别上的差异作为单电源运算放大器和双电源运算放大器的差异。然而,这并不意味着他们必须这样使用它――他们也许能够在其他电压下工作。当运算放大器的电源不在默认电压时,需要参考运算放大器的数据手册,尤其是绝对最大电源电压和电压摆幅的说明。

大多数模拟电路设计者都知道如何在双电源电压条件下使用运算放大器,如图1左侧的电路。双电源由电压相等的正电源和负电源组成。一般是正负15V,正负12V和正负5V也是常用的。输入电压和输出电压均通过参考给出,包括正负电压的摆幅限值Vom和最大输出摆幅。

单电源电路(图1右侧)运算放大器的电源引脚连接到正电源和地。正电源引脚连接到VCC+,接地或VCC引脚连接到GND。正电压分半后的电压连接到运算放大器的输入引脚作为虚地,运算放大器的输出电压也是虚地电压,运算放大器输出电压的摆幅在以虚地为中心的Vom以内。一些新型运算放大器有两种不同的最大和最小输出电压。Voh和Vol将在该运算放大器的数据手册中特别指出。需要注意的是,很多设计人员会随意用虚地来指代输入电压和输出电压,但在大多数应用中,输入和输出都是以电源地为参考,所以设计人员必须在输入和输出端增加DC隔直电容,以隔离虚地和地之间的DC电压。(参见第1.3节)

通常单电源供电的电压一般为5V,所以运算放大器的输出电压摆幅会更低。另外,电流运算放大器的电源电压也可以是3V甚至更低。因此,单电源电路中使用的运算放大器基本上是轨到轨运算放大器,从而消除了动态范围的损失。必须指出的是,输入和输出可能都无法承受轨到轨电压。虽然该器件设计为轨到轨,但如果运算放大器的输出或输入不支持轨到轨,接近输入或输出电压限值的电压可能会降低运算放大器的功能,因此需要仔细参考数据手册,查看输入和输出是否为轨到轨。只有这样才能保证系统的功能不会退化,这是设计者的义务。

1.2虚地

采用单电源供电的运算放大器需要在外部提供一个虚拟地。通常,这个电压是VCC/2。图2中的电路可以用来产生VCC/2的电压,但它会降低系统的低频特性。

R1和R2是等效的,由电源的允许消耗和允许噪声来选择。电容C1是一种低通滤波器,用于降低电源传输的噪声。在某些应用中,缓冲运算放大器可以忽略不计。

在下面,一些电路的虚地必须由两个电阻产生,但这不是一个完美的方法。在这些例子中,电阻值大于100K,当这种情况发生时,在电路图中有所指示。

1.3交流耦合

虚地是大于电源地的DC电平,是一个很小的局部地电平,这样就产生了一个潜在的问题:输入和输出电压一般以电源地为参考,如果信号源的输出直接连接到运算放大器的输入端,这会产生不可接受的DC失调。如果出现这种情况,运算放大器将无法正确响应输入电压,因为这会使信号超出运算放大器允许的输入或输出范围。

解决这个问题的方法是在信号源和运算放大器之间使用交流耦合。使用这种方法,输入和输出器件都可以参考系统地,而运算放大器电路可以参考虚拟地。使用多个运算放大器时,如果级间耦合电容满足以下条件,则不必使用:第一级运算放大器的参考地为虚地,第二级运算放大器的参考地也为虚地。这两个运算放大器的每一级都没有增益。任何DC偏置都会在任何阶段被增益放大,并可能导致电路超出其正常工作电压范围。

如果有疑问,用耦合电容组装一个样机,然后一次拿走一个,看看电是否正常工作。除非输入和输出都以虚拟地为参考,否则必须有耦合电容将信号源与运算放大器的输入隔离,并将运算放大器的输出与负载隔离。一个好的解决方法是断开输入和输出,然后检查所有运算放大器的两个输入管脚和运算放大器的输出管脚的DC电压。所有电压必须非常接近虚地电压。否则,前一级的输出必须用电容隔离。(或者电路有问题)

1.4组合运放电路

在某些应用中,可以使用组合运算放大器来节省成本和板上空间,但这不可避免地会导致相互耦合,从而影响滤波、DC偏置、噪声等电路特性。设计师通常从独立的功能原型开始,比如放大、DC偏置、滤波等等。检查每个单元模块后,将它们合并。除非另有说明,本文中所有滤波器单元的增益均为1。

1.5选择电阻和电容的值

刚开始做仿真设计的人都想知道元件的参数怎么选择?电阻应该是1欧姆还是1兆欧?一般来说,在普通应用中,电阻值为K-ohm到100K-ohm比较合适。在高速应用中,电阻在100欧姆到1欧姆的范围内,但是它们会增加电源。

消耗。便携设计中阻值在1兆级到10兆欧级,但是他们将增大系统的噪声。用来选择调整电路参数的电阻电容值的基本方程在每张图中都已经给出。如果做滤波器,电阻的精度要选择1%E-96系列(参看附录A)。一但电阻值的数量级确定了,选择标准的E-12系列电容。

用E-24系列电容用来做参数的调整,但是应该尽量不用。用来做电路参数调整的电容不应该用5%的,应该用1%。

2.1放大

放大电路有两个基本类型:同相放大器和反相放大器。他们的交流耦合版本如图三所示。对于交流电路,反向的意思是相角被移动180度。这种电路采用了耦合电容――Cin。Cin被用来阻止电路产生直流放大,这样电路就只会对交流产生放大作用。如果在直流电路中,Cin被省略,那么就必须对直流放大进行计算。

在高频电路中,不要违反运放的带宽限制,这是非常重要的。实际应用中,一级放大电路的增益通常是100倍(40dB),再高的放大倍数将引起电路的振荡,除非在布板的时候就非常注意。如果要得到一个放大倍数比较的大放大器,用两个等增益的运放或者多个等增益运放比用一个运放的效果要好的多。

2.2衰减

传统的用运算放大器组成的反相衰减器如图四所示。

在电路中R2要小于R1。这种方法是不被推荐的,因为很多运放是不适宜工作在放大倍数小于1倍的情况下。正确的方法是用图五的电路。

在表一中的一套规格化的R3的阻值可以用作产生不同等级的衰减。对于表中没有的阻值,可以用以下的公式计算

R3=(Vo/Vin)/(2-2(Vo/Vin))

如果表中有值,按以下方法处理:

为Rf和Rin在1K到100K之间选择一个值,该值作为基础值。

将Rin除以二得到RinA和RinB。

将基础值分别乘以1或者2就得到了Rf、Rin1和Rin2,如图五中所示。

在表中给R3选择一个合适的比例因子,然后将他乘以基础值。

比如,如果Rf是20K,RinA和RinB都是10K,那么用12.1K的电阻就可以得到-3dB的衰减。

图六中同相的衰减器可以用作电压衰减和同相缓冲器使用。


2.3加法器

图七是一个反相加法器,他是一个基本的音频混合器。但是该电路的很少用于真正的音频混合器。因为这会逼近运放的工作极限,实际上我们推荐用提高电源电压的办法来提高动态范围。

同相加法器是可以实现的,但是是不被推荐的。因为信号源的阻抗将会影响电路的增益。

2.4减法器

就像加法器一样,图八是一个减法器。一个通常的应用就是用于去除立体声磁带中的原唱而留下伴音(在录制时两通道中的原唱电平是一样的,但是伴音是略有不同的)。

2.5模拟电感

图九的电路是一个对电容进行反向操作的电路,它用来模拟电感。电感会抵制电流的变化,所以当一个直流电平加到电感上时电流的上升是一个缓慢的过程,并且电感中电阻上的压降就显得尤为重要。

电感会更加容易的让低频通过它,它的特性正好和电容相反,一个理想的电感是没有电阻的,它可以让直流电没有任何限制的通过,对频率是无穷大的信号有无穷大的阻抗。

如果直流电压突然通过电阻R1加到运放的反相输入端上的时候,运放的输出将不会有任何的变化,因为这个电压同过电容C1也同样加到了正相输出端上,运放的输出端表现出了很高的阻抗,就像一个真正的电感一样。

随着电容C1不断的通过电阻R2进行充电,R2上电压不断下降,运放通过电阻R1汲取电流。随着电容不断的充电,最后运放的两个输入脚和输出脚上的电压最终趋向于虚地(Vcc/2)。

当电容C1完全被充满时,电阻R1限制了流过的电流,这就表现出一个串连在电感中电阻。这个串连的电阻就限制了电感的Q值。真正电感的直流电阻一般会比模拟的电感小的多。这有一些模拟电感的限制:

电感的一段连接在虚地上;

模拟电感的Q值无法做的很高,取决于串连的电阻R1;

模拟电感并不像真正的电感一样可以储存能量,真正的电感由于磁场的作用可以引起很高的反相尖峰电压,但是模拟电感的电压受限于运放输出电压的摆幅,所以响应的脉冲受限于电压的摆幅。

2.6仪用放大器

仪用放大器用于需要对小电平信号直流信号进行放大的场合,他是由减法器拓扑而来的。仪用放大器利用了同相输入端高阻抗的优势。基本的仪用放大器如图十所示。

这个电路是基本的仪用放大电路,其他的仪用放大器也如图中所示,这里的输入端也使用了单电源供电。这个电路实际上是一个单电源的应变仪。这个电路的缺点是需要完全相等的电阻,否则这个电路的共模抑制比将会很低。

图十中的电路可以简单的去掉三个电阻,就像图十一中的电路。

这个电路的增益非常好计算。但是这个电路也有一个缺点:那就是电路中的两个电阻必须一起更换,而且他们必须是等值的。另外还有一个缺点,第一级的运放没有产生任何有用的增益。

另外用两个运放也可以组成仪用放大器,就像图十二所示。

但是这个仪用放大器是不被推荐的,因为第一个运放的放大倍数小于一,所以他可能是不稳定的,而且Vin-上的信号要花费比Vin+上的信号更多的时间才能到达输出端。

这节非常深入地介绍了用运放组成的有源滤波器。在很多情况中,为了阻挡由于虚地引起的直流电平,在运放的输入端串入了电容。这个电容实际上是一个高通滤波器,在某种意义上说,像这样的单电源运放电路都有这样的电容。设计者必须确定这个电容的容量必须要比电路中的其他电容器的容量大100倍以上。这样才可以保证电路的幅频特性不会受到这个输入电容的影响。如果这个滤波器同时还有放大作用,这个电容的容量最好是电路中其他电容容量的1000倍以上。如果输入的信号早就包含了VCC/2的直流偏置,这个电容就可以省略。

这些电路的输出都包含了VCC/2的直流偏置,如果电路是最后一级,那么就必须串入输出电容。

这里有一个有关滤波器设计的协定,这里的滤波器均采用单电源供电的运放组成。滤波器的实现很简单,但是以下几点设计者必须注意:

1.滤波器的拐点(中心)频率

2.滤波器电路的增益

3.带通滤波器和带阻滤波器的的Q值

4.低通和高通滤波器的类型(Butterworth、Chebyshev、Bessell)

不幸的是要得到一个完全理想的滤波器是无法用一个运放组成的。即使可能,由于各个元件之间的负杂互感而导致设计者要用非常复杂的计算才能完成滤波器的设计。通常对波形的控制要求越复杂就意味者需要更多的运放,这将根据设计者可以接受的最大畸变来决定。或者可以通过几次实验而最终确定下来。如果设计者希望用最少的元件来实现滤波器,那么就别无选择,只能使用传统的滤波器,通过计算就可以得到了。

3.1一阶滤波器

一阶滤波器是最简单的电路,他们有20dB每倍频的幅频特性

3.1.1低通滤波器

典型的低通滤波器如图十三所示。

3.1.2高通滤波器

典型的高通滤波器如图十四所示。

3.1.3文氏滤波器

文氏滤波器对所有的频率都有相同的增益,但是它可以改变信号的相角,同时也用来做相角修正电路。图十五中的电路对频率是F的信号有90度的相移,对直流的相移是0度,对高频的相移是180度。

3.2二阶滤波器

二阶滤波电路一般用他们的发明者命名。他们中的少数几个至今还在使用。有一些二阶滤波器的拓扑结构可以组成低通、高通、带通、带阻滤波器,有些则不行。这里没有列出所有的滤波器拓扑结构,只是将那些容易实现和便于调整的列了出来。

二阶滤波器有40dB每倍频的幅频特性。

通常的同一个拓扑结构组成的带通和带阻滤波器使用相同的元件来调整他们的Q值,而且他们使滤波器在Butterworth和Chebyshev滤波器之间变化。必须要知道只有Butterworth滤波器可以准确的计算出拐点频率,Chebyshev和Bessell滤波器只能在Butterworth滤波器的基础上做一些微调。

我们通常用的带通和带阻滤波器有非常高的Q值。如果需要实现一个很宽的带通或者带阻滤波器就需要用高通滤波器和低通滤波器串连起来。对于带通滤波器的通过特性将是这两个滤波器的交叠部分,对于带阻滤波器的通过特性将是这两个滤波器的不重叠部分。这里没有介绍反相Chebyshev和Elliptic滤波器,因为他们已经不属于电路集需要介绍的范围了。

不是所有的滤波器都可以产生我们所设想的结果――比如说滤波器在阻带的最后衰减幅度在多反馈滤波器中的会比在Sallen-Key滤波器中的大。由于这些特性超出了电路图集的介绍范围,请大家到教科书上去寻找每种电路各自的优缺点。不过这里介绍的电路在不是很特殊的情况下使用,其结果都是可以接受的。

3.2.1Sallen-Key滤波器

Sallen-Key滤波器是一种流行的、广泛应用的二阶滤波器。他的成本很低,仅需要一个运放和四个无源器件组成。但是换成Butterworth或Chebyshev滤波器就不可能这么容易的调整了。请设计者参看参考条目【1】和参考条目【2】,那里介绍了各种拓扑的细节。这个电路是一个单位增益的电路,改变Sallen-Key滤波器的增益同时就改变了滤波器的幅频特性和类型。实际上Sallen-Key滤波器就是增益为1的Butterworth滤波器。

3.2.2多反馈滤波器

多反馈滤波器是一种通用,低成本以及容易实现的滤波器。不幸的是,设计时的计算有些复杂,在这里不作深入的介绍。请参看参考条目【1】中的对多反馈滤波器的细节介绍。如果需要的是一个单位增益的Butterworth滤波器,那么这里的电路就可以给出一个近似的结果。

3.2.3双T滤波器

双T滤波器既可以用一个运放也可仪用两个运放实现。他是建立在三个电阻和三个电容组成的无源网络上的。这六个元件的匹配是临界的,但幸运的是这仍是一个常容易的过程,这个网络可以用同一值的电阻和同一值的电容组成。用图中的公式就可以同时的将R3和C3计算出来。应该尽量选用同一批的元件,他们有非常相近的特性。

3.2.3.1单运放实现

如果用参数非常接近的元件组成带通滤波器,就很容易发生振荡。接到虚地的电阻最好在E-961%系列中选择,这样就可以破坏振荡条件。

3.2.3.2双运放实现

典型的双运放如图20到图22所示

运算放大器(OperationalAmplifier,简称OP、OPA、OPAMP)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-endedoutput)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,乘法等运算电路中,因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性:无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端(invertinginputnode)连接,形成一负反馈(negativefeedback)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回馈(positivefeedback),相反地,在很多需要产生震荡讯号的系统中,正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

开环回路

开环回路运算放大器如图1-2。当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时,其输出与输入电压的关系式如下:

Vout=(V+-V-)*Aog

其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益(open-loopdifferentialgai由于运算放大器的开环回路增益非常高,因此就算输入端的差动讯号很小,仍然会让输出讯号「饱和」(saturation),导致非线性的失真出现。

闭环负反馈

将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来,放大器电路就处在负反馈组态的状况,此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点,又可分为反相(inverting)放大器与非反相(non-inverting)放大器两种。

反相闭环放大器如图1-3。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器,则因为其开环增益为无限大,所以运算放大器的两输入端为虚接地(virtualground),其输出与输入电压的关系式如下:

Vout=-(Rf/Rin)*Vin

非反相闭环放大器如图1-4。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器,则因为其开环增益为无限大,所以运算放大器的两输入端电压差几乎为零,其输出与输入电压的关系式如下:Vout=((R2/R1)+1)*Vin

闭环正回馈

将运算放大器的正向输入端与输出端连接起来,放大器电路就处在正回馈的状况,由于正回馈组态工作于一极不稳定的状态,多应用于需要产生震荡讯号的应用中。

理想运放和理想运放条件

在分析和综合运放应用电路时,大多数情况下,可以将集成运放看成一个理想运算放大器。理想运放顾名思义是将集成运放的各项技术指标理想化。由于实际运放的技术指标比较接近理想运放,因此由理想化带来的误差非常小,在一般的工程计算中可以忽略。

理想运放各项技术指标具体如下:

1.开环差模电压放大倍数Aod=∞;

2.输入电阻Rid=∞;输出电阻Rod=0

3.输入偏置电流IB1=IB2=0;

4.失调电压UIO、失调电流IIO、失调电压温漂

、失调电流温漂

均为零;

5.共模抑制比CMRR=∞;;

6.-3dB带宽fH=∞;

7.无内部干扰和噪声。

实际运放的参数达到如下水平即可以按理想运放对待:

电压放大倍数达到104~105倍;输入电阻达到105Ω;输出电阻小于几百欧姆;

外电路中的电流远大于偏置电流;失调电压、失调电流及其温漂很小,造成电路的漂移在允许范围之内,电路的稳定性符合要求即可;输入最小信号时,有一定信噪比,共模抑制比大于等于60dB;带宽符合电路带宽要求即可。

运算放大器中的虚短和虚断含意

理想运放工作在线性区时可以得出二条重要的结论:

虚短

因为理想运放的电压放大倍数很大,而运放工作在线性区,是一个线性放大电路,输出电压不超出线性范围(即有限值),所以,运算放大器同相输入端与反相输入端的电位十分接近相等。在运放供电电压为±15V时,输出的最大值一般在10~13V。所以运放两输入端的电压差,在1mV以下,近似两输入端短路。这一特性称为虚短,显然这不是真正的短路,只是分析电路时在允许误差范围之内的合理近似。

虚断

由于运放的输入电阻一般都在几百千欧以上,流入运放同相输入端和反相输入端中的电流十分微小,比外电路中的电流小几个数量级,流入运放的电流往往可以忽略,这相当运放的输入端开路,这一特性称为虚断。显然,运放的输入端不能真正开路。

运用“虚短”、“虚断”这两个概念,在分析运放线性应用电路时,可以简化应用电路的分析过程。运算放大器构成的运算电路均要求输入与输出之间满足一定的函数关系,因此均可应用这两条结论。如果运放不在线性区工作,也就没有“虚短”、“虚断”的特性。如果测量运放两输入端的电位,达到几毫伏以上,往往该运放不在线性区工作,或者已经损坏。

重要指标

输入失调电压UIO

一个理想的集成运放,当输入电压为零时,输出电压也应为零(不加调零装置)。但实际上集成运放的差分输入级很难做到完全对称,通常在输入电压为零时,存在一定的输出电压。输入失调电压是指为了使输出电压为零而在输入端加的补偿电压。实际上是指输入电压为零时,将输出电压除以电压放大倍数,折算到输入端的数值称为输入失调电压,即UIO的大小反应了运放的对称程度和电位配合情况。UIO越小越好,其量级在2mV~20mV之间,超低失调和低漂移运放的UIO一般在1μV~20μV之间输入失调电流IIO

当输出电压为零时,差分输入级的差分对管基极的静态电流之差称为输入失调电流IIO,即

由于信号源内阻的存在,IIO的变化会引起输入电压的变化,使运放输出电压不为零。IIO愈小,输入级差分对管的对称程度越好,一般约为1nA~0.1μA。输入偏置电流IIB

集成运放输出电压为零时,运放两个输入端静态偏置电流的平均值定义为输入偏置电流,即

从使用角度来看,偏置电流小好,由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈小,故输入偏置电流是重要的技术指标。一般IIB约为1nA~0.1μA。

输入失调电压温漂△UIO/△T

输入失调电压温漂是指在规定工作温度范围内,输入失调电压随温度的变化量与温度变化量的比值。它是衡量电路温漂的重要指标,不能用外接调零装置的办法来补偿。输入失调电压温漂越小越好。一般的运放的输入失调电压温漂在±1mV/℃~±20mV/℃之间。

输入失调电流温漂△IIO/△T

在规定工作温度范围内,输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值称为输入失调电流温漂。输入失调电流温漂是放大电路电流漂移的量度,不能用外接调零装置来补偿。高质量的运放每度几个pA。

最大差模输入电压Uidmax

最大差模输入电压Uidmax是指运放两输入端能承受的最大差模输入电压。超过此电压,运放输入级对管将进入非线性区,而使运放的性能显著恶化,甚至造成损坏。根据工艺不同,Uidmax约为±5V~±30V。

最大共模输入电压Uicmax

最大共模输入电压Uicmax是指在保证运放正常工作条件下,运放所能承受的最大共模输入电压。共模电压超过此值时,输入差分对管的工作点进入非线性区,放大器失去共模抑制能力,共模抑制比显著下降。

最大共模输入电压Uicmax定义为,标称电源电压下将运放接成电压跟随器时,使输出电压产生1%跟随误差的共模输入电压值;或定义为下降6dB时所加的共模输入电压值。

开环差模电压放大倍数Aud是指集成运放工作在线性区、接入规定的负载,输出电压的变化量与运放输入端口处的输入电压的变化量之比。运放的Aud在60~120dB之间。不同功能的运放,Aud相差悬殊。

差模输入电阻Rid是指输入差模信号时运放的输入电阻。Rid越大,对信号源的影响越小,运放的输入电阻Rid一般都在几百千欧以上。

运放共模抑制比KCMR的定义与差分放大电路中的定义相同,是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比,常用分贝数来表示。不同功能的运放,KCMR也不相同,有的在60~70dB之间,有的高达180dB。KCMR越大,对共模干扰抑制能力越强。

开环带宽BW

开环带宽又称-3dB带宽,是指运算放大器的差模电压放大倍数Aud在高频段下降3dB所对应的频率fH。

单位增益带宽BWG是指信号频率增加,使Aud下降到1时所对应的频率fT,即Aud为0dB时的信号频率fT。它是集成运放的重要参数。741型运放的fT=7Hz,是比较低的。

转换速率SR(压摆率)

转换速率SR

是指放大电路在电压放大倍数等于1的条件下,输入大信号(例如阶跃信号)时,放大电路输出电压对时间的最大变化速率,见图7-1-1。它反映了运放对于快速变化的输入信号的响应能力。转换速率SR的表达式为

转换速率SR是在大信号和高频信号工作时的一项重要指标,目前一般通用型运放压摆率在1~10V/μs左右。

单位增益带宽BWG(fT)

共模抑制比KCMR

差模输入电阻

开环差模电压放大倍数Aud

开环带宽:

开环带宽定义为,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。这用于很小信号处理。

单位增益带宽GB:

单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增以后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。

转换速率(也称为压摆率)SR:

运放转换速率定义为,运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间,运放的输入级处于开关状态,所以运放的反馈回路不起作用,也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标,对于一般运放转换速率SR<=10V/μs,高速运放的转换速率SR>10V/μs。目前的高速运放最高转换速率SR达到6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。

全功率带宽BW:

全功率带宽定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端,使运放输出幅度达到最大(允许一定失真)的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地,全功率带宽=转换速率/2πVop(Vop是运放的峰值输出幅度)。全功率带宽是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。

建立时间:

建立时间定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个阶跃大信号输入到运放的输入端,使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。由于是阶跃大信号输入,输出信号达到给定值后会出现一定抖动,这个抖动时间称为稳定时间。稳定时间+上升时间=建立时间。对于不同的输出精度,稳定时间有较大差别,精度越高,稳定时间越长。建立时间是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。

等效输入噪声电压:

等效输入噪声电压定义为,屏蔽良好、无信号输入的的运放,在其输出端产生的任何交流无规则的干扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时,就称为运放输入噪声电压(有时也用噪声电流表示)。对于宽带噪声,普通运放的输入噪声电压有效值约10~20μV。

差模输入阻抗(也称为输入阻抗):

差模输入阻抗定义为,运放工作在线性区时,两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容,在低频时仅指输入电阻。一般产品也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧;场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。

共模输入阻抗:

共模输入阻抗定义为,运放工作在输入信号时(即运放两输入端输入同一个信号),共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下,它表现为共模电阻。通常,运放的共模输入阻抗比差模输入阻抗高很多,典型值在108欧以上。

输出阻抗:

输出阻抗定义为,运放工作在线性区时,在运放的输出端加信号电压,这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。这个参数在开环测试。

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hpv检查费用 hpv检查费用... hpv检查的费用因地区和医院不同而有所差别,大概在300元至1000元之间。HPV是人乳头瘤病毒的缩...
扁桃体肥大三度必须做手术多少钱... 扁桃体肥大三度不一定必须切除。扁桃体肥大的程度分为一度、二度、三度,其中三度是最严重的程度。如果扁桃...
新生儿12天黄疸值多少属于正常... 新生儿12天的黄疸值正常范围是不超过15mg/dl。黄疸是新生儿时期高胆红素血症引起的临床表现,表现...
头痛想吐怎么办 头痛想吐怎么办 头痛想吐时应该及时休息,并尽快寻求医生的帮助。头痛想吐可能是多种疾病的症状,如偏头痛、高血压、脑膜炎...
乳头什么颜色 乳头颜色因人而异,一般为粉红色或棕色。乳头的颜色取决于皮肤色素沉着度和血液循环情况。一般来说,乳头颜...
怎么知道自己需不需要正畸 怎么... 如果出现身体不适症状如背痛、颈椎痛、腰痛等,建议到正规医院找正骨医生进行检查。正骨医生是专门治疗骨骼...
50几岁会老年痴呆吗 50几岁不一定会老年痴呆。老年痴呆症是一种神经系统逐渐退化的疾病,通常发生在60岁以上的老年人身上。...
鐗欑儌鍒颁粈涔堢▼搴﹁鏍圭... 如果牙烂到了牙髓(牙齿内部的神经血管组织)感染的程度,就需要做根管治疗。当牙齿发生蛀牙或者受到创伤时...
一般胸腔少量积液会自愈吗 一般胸腔少量积液会自愈。胸腔少量积液是指胸腔内积液不超过500毫升。如果是轻微的胸腔积液,多数情况下...
豆腐可以隔夜吃吗 豆腐可以隔夜... 豆腐可以隔夜吃。 豆腐是一种易腐食品,长时间放置容易滋生细菌导致变质,不过如果妥善处理就可以隔夜食用...
孕期口臭严重怎么办 孕期口臭严... 孕期口臭严重的解决方法包括改善口腔卫生习惯、调整饮食习惯、适当运动和定期就医等。1. 改善口腔卫生习...
阿胶什么时候吃效果好 阿胶什么... 阿胶最好在月经期前7-10天食用,效果最佳。阿胶是一种具有滋补血液、调节内分泌的中药材,对女性的月经...
女性胸ct能检查出什么 女性胸... 女性胸CT可以检查出乳腺组织、淋巴结、肺部等情况。女性胸CT主要是为了评估乳房、淋巴结、肺部以及周围...
布洛芬缓释胶囊多长时间吃一片 ... 布洛芬缓释胶囊大约需要30分钟-1小时左右起作用。布洛芬缓释胶囊是一种非甾体消炎药,属于镇痛、退热、...
小肚子赘肉怎么减最快方法 小肚... 小肚子赘肉可以通过运动和饮食控制来减少。小肚子赘肉的形成主要是由于身体摄入的能量过多,而消耗的能量不...
眼皮一单一双稀有吗 眼皮一单一... 眼皮一单一双不算是稀有现象。眼皮一单一双是指人的左右眼皮大小或形状不同,这种情况在人群中比较普遍,大...
幼儿舌苔厚白是什么原因引起的怎... 幼儿舌苔厚白可能是口腔卫生不良或消化系统问题引起的,可以通过饮食调理和口腔卫生改善来解决。幼儿舌苔厚...
渗出液常见于哪些疾病 渗出液的形成是由于血管内压力升高或血管壁通透性增加,导致血浆成分从血管内渗出到组织间隙中。常见疾病有...