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  • 集成运放

    千次阅读 2013-12-22 23:13:32
    集成运放是具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路,内部电路一般由输入级、增益级、输出级、偏置电路四个部分组成。输入级:输入级一般由改进型差动放大器构成。利用集成电路内部元件参数匹配性好、易补偿优点,可...

    集成运放是具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路,内部电路一般由输入级、增益级、输出级、偏置电路四个部分组成。

    输入级:输入级一般由改进型差动放大器构成。利用集成电路内部元件参数匹配性好、易补偿优点,可得到较小的温度漂移(差动放大器有很好的共模抑制比)和输入电流。

    增益级:运放重要部分,一般由两级直接耦合共射或组合放大器构成。主要作用是,提供足够大的电压放大倍数,同时具有较高的输入电阻,以及电平转换。

    输出级:一般由射随器构成,具有较高的输入电阻、较低的输出电阻,提供足够的推动电流以满足负载需求。

    偏置电路:主要由电流源电路构成,提供稳定偏置,有时还作为各级放大器的有源负载。


    特性参数,大体可分为输入特性、增益特性、输出特性、电源特性、频率特性参数五大类。

    输入特性:主要用于评价运放的输入失调特性。有输入失调电压(温漂)、输入偏置电流、输入失调电流(温漂)、输入差模电阻(越大对信号源的影响越小)。

    增益特性:有开环差模电压增益(越大越好)、共模抑制比(越大抑制温漂的能力越强)。

    输出特性:有输出电阻(越小带负载能力越强)、输出峰峰电压(一般小于等于电源电压值)。

    电源特性:有电源电压抑制比、静态功耗(一般很(毫瓦级)。

    频率特性:有开环带宽、单位增益带宽、转换速率。


    运放工作在线性放大区的分析及应用

    当运放工作在线性区时,为简化分析,对其应用电路分析主要根据“虚短”、“虚断”特性(注意!不是线性区时不能用该特性)。而要使运放工作在线性区,必须给与运放一定的负反馈,一般构成深度负反馈,这样闭环增益只与反馈网络有关。

    基础应用

    反相放大器:电压并联深度负反馈,输入电阻小(缺点),同相接地,反相虚地,只有差模信号,抗干扰能力强。

    同相放大器:电压串联深度负反馈,输入电阻大,无虚地,有共模电压,抗干扰能力差。

    (两者的选择考虑下边问题:输入阻抗、共模抑制抗干扰能力、相位)

    射随器:同相放大器的扩展。

    一般应用

    加法运算电路:电子测量、控制系统常用,分为反相加法运算电路(各路信号独立,互不影响,常用)、同相加法运算电路(各路信号相互影响,常不用)、差动加法运算电路(实现减法运算,为同时满足高输入阻抗、高增益,引出测量放大器)。

    积分器:利用电容两端电压与电流积分关系,控制、测量、模拟信号运算常用,除积分外,还有延时、移相作用。

    微分器:积分逆过程,电容电阻互换位置。

    对数运算电路:利用二极管两端电流与电压的对数关系,实际应用中,为获得较大工作范围,用三极管接成二极管的形式代替二极管。

    指数运算电路:对数运算逆过程,二极管与电阻互换位置。

    波形变换电路:利用二极管单向导通特性,有检波电路、绝对值电路、限幅电路。


    运放工作在非线性区分析及应用

    运放工作在非线性区时一般施加线性或非线性正反馈,或两者结合使用。分析时不能再使用“虚断”、“虚短”。

    应用

    电压比较器:比较两输入端信号大小,输出高低电平(输出无稳压措施时,接近电源电压),输入输出不再是线性的。

    迟滞电压比较器:在简单电压比较器基础上引入正反馈(将输出高低不同电平反馈至参考),从而使上下阈值电压不等值,提升抗干扰能力(降低了灵敏度)。

    有源滤波器:由放大电路和RC网络构成,分一阶、二阶、高阶。

    波形发生器:文氏电桥正弦信号发生器、矩形波发生器(电容充放电)、三角波发生器(电容充放电)、锯齿波发生器(电容充放电)。


    最后说说运放静态工作点

    一般情况下,运放需双电源供电,这时就不需要考虑静态工作点问题了,只需按要求供电就好,当然要做好去耦滤波。然而,有时候我们会用到单电源供电,这时候就要注意偏置了,一般情况下我们会在输入端加Vcc/2偏置(同相输入端加偏置比较常见)。

    http://blog.csdn.net/xiazai511359964/article/details/11899407
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