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    2013-12-25 00:22:00
    第十讲 集成运算放大电路概述及长尾式差动放大电路 集成运算放大电路是一个高性能三级直接耦合的放大电路 特点 高电压放大倍数,高输入电阻,低输出电阻,良好的温度稳定性 集成运放的符号 两路电源供电 +...

    第十讲  集成运算放大电路概述及长尾式差动放大电路

     集成运算放大电路是一个高性能三级直接耦合的放大电路

     特点

       高电压放大倍数,高输入电阻,低输出电阻,良好的温度稳定性

    集成运放的符号

     

    两路电源供电 +VCC 和-VCC

    内部结构

    偏置电路是给三级中的各个级提供静态工作点

    输入级是一个差动放大电路

    输入级有一个比较大的输入电阻和足够大的电压放大倍数

    中间级 供射放大电路 提供放大倍数越大越好

    输出级  输出级电阻小,

    电压传输特性

     

     

     

    二  长尾式差动放大电路

    零点漂移现象

    长尾式差动放大电路如下

    长尾式放大电路的特点

    当温度变化时候出现如下现象

    抑制零点漂移有如下两点

     

    那么他是如何抑制共模信号的

    共模信号是大小相等放相相同的信号

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/xiangxiangyuan/p/3489906.html

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  • 在上一篇文章的分享中,芯片哥介绍了运算放大器的电压跟随器电路设计应用,现在我和小伙伴们一起研究运算放大器的另外一个典型应用---比例运算放大电路;1.比例运算放大电路使用场景:在传感器的电路设计中,由于...

    在上一篇文章的分享中,芯片哥介绍了运算放大器的电压跟随器电路设计应用,现在我和小伙伴们一起研究运算放大器的另外一个典型应用---比例运算放大电路;

    1.比例运算放大电路使用场景:

    在传感器的电路设计中,由于传感器采集输出的信号一般为模拟电压信号,且电压幅值较小,不易被其他电路使用处理;因此需要工程师设计一个硬件电路,将幅值较小的电压信号通过这个硬件电路运算放大到幅值较大的电压信号,以便交由其他电路处理运算,如单片机;这个硬件电路就可以是比例运算放大电路

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    2.比例运算放大电路原理:

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    5倍比例放大电路图

    如上图所示,比例运算放大电路的关键参数之一是放大系数,也是硬件工程师通过电路的设计需要达到的目标功能指标;具体计算方法如下:

    • 由于运算放大器的“虚断”,LM2902运算放大器的Pin5引脚电压等于传感器信号;又由于运算放大器的“虚短”,LM2902运算放大器的Pin6引脚电压等于Pin6引脚;
    • 假设LM2902运算放大电路输出引脚Pin7电压为U0,电阻R2的电压则等于U0在电阻R2与电阻R3的分压,同时也等于运算放大器Pin6引脚的电压;通过R2与R3分压电路计算得出U0=5*传感器信号电压

    3.设计注意事项:

    (a)运算放大比例系数不宜过大,因为比例系数过大会导致输出饱和,接近运算放大器的工作电源电压,使输入输出信号比例放大关系失真,不能真实的反应比例关系;

    (b)运算比例放大电路的电阻精度,一般要求1%,以减少因电阻精度的自身误差导致电路的更大误差;

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    电阻

    关于比例运算放大电路的相关内容,芯片哥想知道各位小伙伴们是否还有其他内容需要补充的吗?

    本文由【芯片哥】原创撰写,喜欢就关注芯片哥,和芯片哥一起加油吧

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  • 集成运算放大电路是一个芯片,内部是多级放大电路。常用于运算,故称为运算放大电路。这个芯片第一个特殊的地方是有两个输入端,也就是说它可以同时接受两个输入电压,这是与我们以前学的不一样的地方。之所以是这...

        集成运算放大电路是一个芯片,内部是多级放大电路。常用于运算,故称为运算放大电路。

        这个芯片第一个特殊的地方是有两个输入端,也就是说它可以同时接受两个输入电压,这是与我们以前学的不一样的地方。之所以是这样子,是因为内部的第一级放大电路为差分放大电路。

        差分放大电路的原始电路是由两个一模一样的三极管放大电路组成,用其集电极的电位差做输出,而不是对地电压,这样可以消除由于温度引起的零点漂移,也就是静态点漂移问题。

        由于电路对称,所以可以抑制共模信号,放大差模信号。理想情况下对共模信号的放大倍数为零,但实际上由于电路不可能绝对对称,所以共模放大倍数不可能为零,是一个比较小的值。

        差分放大电路在原理电路图的基础上经过改造,可以带来另一个优点,就是提高输入电阻。这对于芯片连接前一级电路非常重要。极端情况下,输入电阻若为无穷大,则对前一级电路而言,相当于没有接,从而不影响前一级电路的工作,且放大电路接受的电压就是前一级开路的电压,没有压降损失。

        集成运放的第二个特殊的地方是放大倍数极高。常用的OP07和μA741的放大倍数大约20万,因此可以放大极小的输入电压。但是这也为电路带来麻烦。当输入电压的幅值稍微大一点时,由于集成芯片的输出电压有限,将会使得输出电压达到极限值,不再根据输入电压的变化而变化。假设芯片的电压为±12v,则芯片的输出电压值不可能超过这两个极限。当放大倍数为20万时,若两个输入端的电压差为60μV时,输出端已经达到饱和。

        我们把输入电压在60μV之内时,运放的输出电压uo根据ui而变这个区域称为线性区,输入电压超过60μV时,输出达到极限饱和值这一区域称为饱和区。

        运放的第三个特点是输出电阻极小,通常情况下可视为零欧姆。这样无论运放是否带有负载电阻RL,无论其大小如何,输出电压均与其无关,只取决于输入电压。

        为了让芯片工作在线性区,即uo根据输入电压而变,必须引入负反馈。对弈单个芯片而言,当输出电压引回到反相输入端时,即为负反馈。

        有了负反馈的集成运放,工作在线性区,则u+和u-的差值在60μV之内,即u+≈u-,称为虚短。又由于输入电阻接近无穷大,故两个输入端几乎无电流,称为虚断。利用这两个特性,可以分析电路的具体功能。

        没有负反馈的运放,比如开路或者只有正反馈时,工作在饱和区。当u+和u-的差值超过60μV时,输出饱和。大于﹢60μV时,输出为+Uosat;小于﹣60μV时,输出为﹣Uosat。常用于比较电压大小。

        分析运放电路时,第一步是分析其是否存在负反馈环节。若有则运放工作在线性区,可用虚断和虚短;若无,则工作在比较器状态,只能用虚断,而不能用虚短。

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  • 本文主要讲了运算放大电路设计电路原理图,下面一起来学习一下
  • 本文主要讲了反相比例运算放大电路,下面一起来学习一下
  • 本文给大家分享了一个宽带运算放大电路结构。
  • 本文给大家分享了一个低输出阻抗运算放大电路
  • 集成运算放大电路

    2020-07-14 11:31:53
    1.集成运算放大电路的特点 集成运算放大电路,简称集成运放,是一个高性能直接耦合的放大电路。因而首先用于信号的运算,故而得名。 ①直接耦合的方式,充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大电路和电流源电路。...

    一.概述

    1.集成运算放大电路的特点

    集成运算放大电路,简称集成运放,是一个高性能直接耦合的放大电路。因而首先用于信号的运算,故而得名。
    ①直接耦合的方式,充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大电路和电流源电路。
    ②用复杂的电路实现高性能的放大电路,因为电路的复杂化并不带来制造工艺的复杂性。
    ③用有源元件代替无源元件,例如用晶体管来代替难于制作的大电阻。
    ④-采用复合管。

    2.集成运放电路的组成

    在这里插入图片描述
    ①偏置电路:为各级放大电路设置合适的静态工作点,采用电流源电路
    ②输入级:前置级,多采用差分放大电路。要求输入电阻大,差模放大倍数大,共模放大倍数小,输入端耐压高。
    ③中间级:主放大级,多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力
    ④输出级:功率级,多采用准互补输出级,要求输出电阻小,最大不失真输出电压尽可能的大。

    3.集成运放的符号和电压传输特性

    在这里插入图片描述
    注:这里特意标注的为开环放大倍数,是在输出端没有反馈的情况下得到的放大倍数。

    二.集成运放中的电流源

    1.镜像电流源

    在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。
    在这里插入图片描述
    注:以上电路存在一个弊端,就是如果作为一个集成运放输入级的偏置电路,要求电流特别小的时候,所需要的电阻R阻值就非常大,因此微电流源电路就应运而生

    2.微电流源

    在这里插入图片描述

    3.多路电流源

    很多情况下放大电路有很多级,因此就需要有多个电流源来给每一级进行电流的供应,从而有更好的静态工作点的设定。这样就产生了多路电流源
    在这里插入图片描述
    注:多路电流源一定有一个基准电流,其它路的电流都会与基准电流产生联系。

    3.有源负载

    如果在集成电路里安置了阻值非常大的电阻,这样就会影响集成度。因此在有些需要大电阻的情况下,都会选择用有源元件来替代无源元件。

    三.集成运放的电路分析及其性能指标

    1.读图方法

    ①了解用途:了解要分析的电路应用场合,用途和技术指标
    ②化整为零:将整个电路图分为各自具有一定功能的基本电路
    ③分析功能:定性的分析每一部分的基本功能和特性
    ④统观整体:电路相互连接关系以及连接成功后电路实现的功能和特性
    ⑤定量计算:必要时可估算或计算电路的性能参数

    2.举例:F007通用型集成运放

    对于集成运放首先应该找出其偏置电路,然后根据信号流通的顺序将其分为输入级,中间级和输出级。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    注:此集成运放中基准电流R5支路的电流。此基准电流与T12管的射极电流相同,T12管与T13管组成镜像电流源,通过镜像的关系T13管为后级提供电流。T10与T11管组成一个微电流源,通过T11管的集电极电流近似等于基准电流,通过微电流源两只管子的关系可以求解出T10管的集电极电流,T10管的集电极与T9管的集电极相连接,然而T8管与T9管又组成一个镜像电流源,T8管通过折射T9管的电流来给输入级进行供电。这就是上述集成运放偏置电路的作用
    在这里插入图片描述
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