来自 科技前沿 2019-09-23 15:32 的文章
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学好的运算放大器的16个基础知识点,运放分类

2015年度IEEE电路与系统国际研讨会(ISCAS 2015: IEEE International Symposium on Circuits and Systems)于5月24至27日在葡萄牙首都里斯本举行。来自全球的近千名专家学者参加了本次会议。IEEE ISCAS国际会议是全球电路与系统领域的重要会议,自1967年以来每年定期举办,受到学术界与工业界的广泛关注。中国科学院电子学研究所可编程芯片与系统研究室团队的论文A 1.3μW 0.7μVRMS Chopper Current-Reuse Instrumentation Amplifier for EEG Applications 作为口头报告被大会收录。电子所研究员杨海钢和副研究员尹韬代表参会。

运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元,在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块,它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器,其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。

1、一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么呢?

文章针对脑电检测的低噪声、低功耗、高输入阻抗、高共模抑制比的应用需求,提出了一种低噪声仪表放大器,该放大器结合斩波技术和电流复用技术,自动消除放大器的失调电压;提出基于输出电阻调节的RRL(Ripple Reduction Loop)环路,消除了失调引起的输出电压波动,并采用正反馈环路提高电路的输入阻抗。该放大器工作于1V-1.8V的低电源电压下,仅消耗1.2微安的电流,在脑电带宽范围内,等效输入噪声为0.7微伏,具有100dB以上的共模抑制比和电源抑制比,以及1.5Gohm的高输入阻抗。在脑电检测等生物医疗中有着重要的应用价值。

图片 1

(1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。

图片 2

上图为通用运放 LM358G SOP-8,在电子元器件采购网油柑网上采购的,需要的朋友可以去看看,全场8.8包邮,还能免费领取样品。

芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分析。

低噪声仪表放大器结构示意图

运放分类

(2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,这也是其得名的原因。

通用型

2、同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么?

图片 3

(1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。

通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的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。例μA741、LM358、LM324及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。

(2)防止自激。

高阻型

3、运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果?

这类集成运算放大器的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。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF355、LF347及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。

(1)烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。

低温漂型

4、在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用?

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。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。当前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP07、OP27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。

(1)是为了获得正反馈和负反馈的问题,这要看具体连接。比如我把现在输入电压信号,输出电压信号,再在输出端取出一根线连到输入段,那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。因为信号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。

高速型

5、运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么?

在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。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。常见的运放有LM318、μA715等,其SR=50~70V/us,BWG>20MHz。

(1) 泄放电阻,用于防止输出电压失控。

低功耗型

6、为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容?

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。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等,其工作电压为±2V~±18V,消耗电流为50~250μA。目前有的产品功耗已达μW级,例如ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10mW,可采用单节电池供电。

(1)如果你熟悉运算放大器的内部电路的话,你会知道,不论什么运算放大器都是由几个几个晶体管或是MOS 管组成。在没有外接元件的情况下,运算放大器就是个比较器,同相端电压高的时候,会输出近似于正电压的电平,反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处,只有在外接电路的时候,构成反馈形式,才会使运放有放大,翻转等功能……

高压大功率型

7、运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果?

运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V,μA791集成运放的输出电流可达1A。

(1)同相反相端不平衡,输入为0 时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小)一个固定的数。

可编程控制型

(2)输入偏置电流引起的误差不能被消除。

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.例如:有一运算放大器得放大倍数为10倍,输入信号为1mv时,输出电压为10mv,当输入电压为0.1mv时,输出就只有1mv,为了得到10mv就必须改变放大倍数为100。程控运放就是为了解决这一问题而产生的。例如PGA103A,通过控制1,2脚的电平来改变放大的倍数,考虑到图片太多,分类就不发图片都放上去。

8、理想集成运算放大器的放大倍数是多少输入阻抗是多少其同相输入端和反相输入端之间的电压是多少?

通用运放LM324L

(1) 放大倍数是无穷大,输入阻抗是无穷小,同向输入和反向输入之间电压几乎相同(不是0哦!!!比如同向端为10V,反向端为9、999999V),刚考完电工,还记得!

图片 4

9、请问,为什么理想运算放大器的开环增益为无限大?

内部频率补偿单位增益。

(1)实际的运放开环增益达到10 万以上,非常非常大所以把实际运算放大器理的开环增益想化为无穷大,并由此导出虚地。

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