集成电路运算放大器的定义

集成电路运算放大器的定义
集成电路运算放大器的定义

第四章集成运算放大电路

第一节学习要求

第二节集成运算放大器中的恒流源

第三节差分式放大电路

第四节集成电路运算放大器

第五节集成电路运算放大器的主要参数

第六节场效应管简介

第一节学习要求

1. 掌握基本镜象电流源、比例电流源、微电流源电路结构及基本特性。

2. 掌握差模信号、共模信号的定义与特点。

3. 掌握基本型和恒流源型差分放大器的电路结构、特点,会熟练计算电路的静态工作点,熟悉四种电路的连接方式及输入输出电压信号之间的相位关系。

4. 熟练分析差分放大器对差模小信号输入时的放大特性,共模抑制比。会计算A VD、R id、 R ic、 R od、 R oc、K CMR。

5.熟悉运放的主要技术指标及集成运算放大电路的一般电路结构。

学习重点:

掌握集成运放的基本电路的分析方法

学习难点:

集成运放内部电路的分析

集成电路简介

集成电路是在一小块 P型硅晶片衬底上,制成多个晶体管 ( 或FET)、电阻、电容,组合成具有特定功能的电路。

集成电路在结构上的特点:

1. 采用直接耦合方式。

2. 为克服直接耦合方式带来的温漂现象,采用了温度补偿的手段 ----输入级是差放电路。

3. 大量采用BJT或FET构成恒流源 ,代替大阻值R ,或用于设置静态电流。

4. 采用复合管接法以改进单管性能。

集成电路分为数字和模拟两大部分。

返回

第二节集成运算放大器中的恒流源

一、基本镜象电流源

电路如图6.1所示。T1,T2参数完全相同,即

β1=β2,I CEO1=I CEO2 ,从电路中可知V BE1=V BE2,I E1=I E2,I C1=I C2

当β>>2时,

式中I R=I REF称为基准电流,由上式可以看出,当R确定后,I R就确定,I C2也随之而定,我们把I C2看作是I R的镜像,所以称图6.1为镜像恒流源。

改进电路一:

图6.2是带有缓冲级的基本镜象电流源,它是针对基本镜象电流源缺点进行的改进,两者不同之处在于增加了三极管T3,其目的是减少三极管T1、T2的I B对I R的分流作用,提高镜象精度,减少β值不够大带来的影响。

改进电路二:

图6.3是带有发射极电阻的镜象电流源,其中R e1=R e2,两管的输入仍有对称性,所以

若此电路R e1不等于R e2,则I C2与(R e1、R e2)的比值成比例,因此,此电流源又称为比例电流源。

二、微电流源

电路如图6.4所示,当I R一定时,I C2可确定为:

可见,利用两管基-射电压差 V BE可以控制I0。由于 V BE的数值小,用阻值不大的R e2即可得微小的工作电流--微电流源。

精心收集:单电源供电时的运算放大器应用大全

单电源运算放大器应用集锦 (一):基础知识 我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是这些应用都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。 在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。 1.1 电源供电和单电源供电 所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC-,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。 绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。一般是正负15V,正负12V和正负5V 也是经常使用的。输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。 单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。正电源引脚接到VCC+,地或者VCC -引脚连接到GND。将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom 之内。有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。(参见1.3节) 图一 通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。出于这个原因在单电源供电的电路中使用的运放基本上都是Rail-To-Rail 的运放,这样就消除了丢失的动态范围。需要特别指出的是输入和输出不一定都能够承受Rail-To-Rail 的电压。虽然器件被指明是轨至轨(Rail-To-Rail)的,如果运放的输出或者输入不支持轨至轨,接近输入或者接近输出电压极限的电压可能会使运放的功能退化,所以需要仔细的参考数据手册是否输入和输出是否都是轨至轨。这样才能保证系统的功能不会退化,这是设计者的义务。

TDA2030集成电路功率放大器设计方案

TDA2030集成电路功率放大器设计 一、设计题目集成电路功率放大器 二、给定条件字串5 设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的低失真集成电路功率放大器,要求电路简洁,制作方便、性能可靠。性能主要指标: 字串3 输出功率:10 ~ 20W (额定功率); 字串9 频率响应:20Hz ~ 100kHz ( < 3dB 字串6 谐波失真:w 瑶(10W,30Hz~20kHz ); 字串9 输出阻抗:< 0.16 Q字串4 输入灵敏度:600mV (1000Hz,额定输出时) 三、设计内容 1 ?根据具体电路图计算电路参数字串8 2?选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、变压器的数值、质量、电器性能的准确判断、解决大功率放大器散热的问题。字串5 3 ?了解有关集成电路特点和性能资料情况 字串5 4?根据实际机壳大小设计1:1印刷板布线图字串3 5 ?制作印刷线路板

字串4 6 ?电路板焊接、调试(调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指 字串2 导书》有关放大器测试过程字串5 7?实训期间必须遵守实训纪律、听从老师安排和注意用电安全。 四、功率放大电路的测试基本内容 字串6 注意:将输入电位器调到最大输入的情况。 字串2 1测量输出电压放大倍数Au字串7 测试条件:直流电源电压14v,输入信号1KH z 70 mv (振幅值100mv),输出负载电阻分另为4Q 和8Q O 字串3 字串4 2.测量允许的最大输入信号(1KH z)和最大不失真输出功率 字串5 测试条件:①直流电源电压14v,负载电阻分别为4 Q和8 Q O 字串3 ②直流电源电压10v,负载电阻为8Q O

运算放大器组成的各种实用电路

运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所斩获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。 今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。 好了,让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”,开始“庖丁解牛”了。 (原文件名:1.jpg)

第5章运算放大电路答案

习题答案 5.1 在题图5.1所示的电路中,已知晶体管V 1、V 2的特性相同,V U on BE 7.0,20)(==β。求 1CQ I 、1CEQ U 、2CQ I 和2CEQ U 。 解:由图5.1可知: BQ CQ BQ )on (BE CC I I R R I U U 213 1 1+=--即 11CQ11.01.4 2.7k 20I -7V .0-V 10CQ CQ I I k +=Ω Ω ? 由上式可解得1CQ I mA 2≈ 2CQ I mA I CQ 21== 而 1CEQ U =0.98V 4.1V 0.2)(2-V 1031=?+=+-R )I I (U BQ CQ CC 2CEQ U =5V 2.5V 2-V 1042=?=-R I U CQ CC 5.2 电路如题图5.2所示,试求各支路电流值。设各晶体管701.U ,)on (BE =>>βV 。 U CC (10V) V 1 R 3 题图5.1

解:图5.2是具有基极补偿的多电流源电路。先求参考电流R I , ()815 17 0266..I R =+?---=(mA ) 则 8.15==R I I (mA ) 9.0105 3== R I I (mA ) 5.425 4==R I I (mA ) 5.3 差放电路如题图5.3所示。设各管特性一致,V U on BE 7.0)(=。试问当R 为何值时,可满足图中所要求的电流关系? 解: 53010 7 0643..I I C C =-==(mA ) 则 I 56V 题图 5.2 R U o 题图5.3

2702 1 476521.I I I I I I C C C C C C == ==== mA 即 2707 065.R .I C =-= (mA ) 所以 61927 07 06...R =-= (k Ω) 5.4 对称差动放大电路如题图5.1所示。已知晶体管1T 和2T 的50=β,并设 U BE (on )=0.7V,r bb ’=0,r ce =。 (1)求V 1和V 2的静态集电极电流I CQ 、U CQ 和晶体管的输入电阻r b’e 。 (2)求双端输出时的差模电压增益A ud ,差模输入电阻R id 和差模输出电阻R od 。 (3)若R L 接V 2集电极的一端改接地时,求差模电压增益A ud (单),共模电压增益A uc 和共模抑制比K CMR ,任一输入端输入的共模输入电阻R ic ,任一输出端呈现的共模输出电阻R oc 。 (4) 确定电路最大输入共模电压围。 解:(1)因为电路对称,所以 mA ...R R .U I I I B E EE EE Q C Q C 52050 21527 062270221=+?-=+?-== = + V 1 V 2 + U CC u i1 u i2R C 5.1k ΩR L U o 5.1kΩ R C 5.1k Ω R E 5.1k Ω -6V R B 2k Ω 题图5.1 R B 2k Ω + - R L /2 + 2U od /2 + U id /2 R C R B V 1 (b) + U ic R C R B V 1 (c) 2R EE + U

运算放大器经典问题解析

运算放大器经典问题解析 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? (1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。 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。 (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。 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? (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。 (2)防止自激。 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? (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。 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? (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。 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? (1) 泄放电阻,用于防止输出电压失控。 6.为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容? (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…… 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? (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。 (2)输入偏置电流引起的误差不能被消除。 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? (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

流行大功率IC放大器的比较及应用

流行大功率IC放大器的比较及应用 朱军 摘自《无线电与电视》2009年第8期 中国音响DIY论坛JXEPPFYB手打贡献 摘要: 一.6片IC简介本文将为大家介绍现在流行的6款IC音频功率放大器,分别是美国国半公司的LM1875、LM4766、LM3886(LM4780)以及ST意法公司的TDA9293和TDA7294,它们的标称输出功率在30~100W范围内,适用于家用高保真音频功率放大器。采用这几款IC的功放具有元件少、调试简单的特点,功率、音质与一般的分立元件功放相比毫不逊色,因此一直受到广大DIY 发烧友,特别是初学者的喜爱。JeffRowland的基于LM3886、TDA7293的功放跻身世界优秀功放之林,更证明了功率IC本身性能之优异。 关键词: 音频功率放大器功率IC TDA7294 TDA7293 应用 LM1875 LM4766 LM3886 一、6片IC简介 本文将为大家介绍现在流行的6款IC音频大功率放大器,分别是美国国半公司的LM1875、LM4766、LM386(LM4780)以及ST意法公司的TDA7293、TDA7294,它们的标称功率在30~100W范围内,适合于家用高保真音频放大器。采用这几款IC的功放具有元件少,高度简单的特点,功率、音质与一般分立元件功放相比毫不逊色,因此一直受到DIY发烧友,特别是初学者的喜爱。JeffRowland的基于LM3886、TDA7293的功放跻身世界优秀功放之林,更证明了功率IC本 身性能之优异。 虽然JeffRowland证明了功率IC可以好声,而且这些IC家喻户晓,使用者众多,但“IC音质不如分立元件”的观念却依然根深蒂固的扎根于广大DIY发烧友的头脑里。很多人对这些芯片的认识来自未能发挥芯片的制作,造成对这些芯片的误解。本文将从产品数据手册入手,多角度,深入地挖掘产品数据手册中包含的丰富信息,揭开数据背后隐藏的秘密,以求给大家一个全面的认识。 1、LM1875 LM1875是美国国家半导体公司20世纪90年代初推出的一款音频功放IC,如图1所示。它采用TO-220封装,外围元件少,性能优异,直到现在还一直被广泛应用于音响上。LM1875价格低廉,最适合于不想花太多钱又想过发烧瘾的爱好者业余制作,其音质也一直广受好评。LM1875体积小

集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)

集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案) 3.1 集成运算放大器认识与基本应用 在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317实现电路电压检测,并通过三极管开关电路实现电路的控制。首先来看下集成运算放大器的工作原理。 【项目任务】 测试如下图所示,分别测量该电路的输出情况,并分析电压放大倍数。 R1 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 R1 15kΩR2 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 函数信号发生器函数信号发生器 (a)无反馈电阻(b)有反馈电阻 图3.1集成运算符放大器LM358测试电路(multisim) 【信息单】 集成运放的实物如图3.2 所示。 图3.2 集成运算放大 1.集成运放的组成及其符号 各种集成运算放大器的基本结构相似,主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成,如图3.3所示。输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成;中间级的作用是获得较大的电压放大倍数,可以由共射极电路承担;输出级要求有较强的带负载能力,一般采用射极跟随器;偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。

图3.3集成运算放大电路的结构组成 集成运放的图形和文字符号如图 3.4 所示。 图3.4 集成运放的图形和文字符号 其中“-”称为反相输入端,即当信号在该端进入时, 输出相位与输入相位相反; 而“+”称为同相输入端,输出相位与输入信号相位相同。 2.集成运放的基本技术指标 集成运放的基本技术指标如下。 ⑴输入失调电压 U OS 实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称,当输入电压为零时,输出电压并不为零。规定在室温(25℃)及标准电源电压下,为了使输出电压为零,需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压,称之为输入失调电压U OS ,U OS 越小越好,一般约为 0.5~5mV 。 ⑵开环差模电压放大倍数 A od 集成运放在开环时(无外加反馈时),输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od 。它是决定运放运算精度的重要因素,常用分贝(dB)表示,目前最高值可达 140dB(即开环电压放大倍数达 107 )。 ⑶共模抑制比 K CMRR K CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比,即od CMRR oc A K =A ,其含义与差动放大器中所定义的 K CMRR 相同,高质量的运放 K CMRR 可达160d B 。 ⑷差模输入电阻 r id r id 是集成运放在开环时输入电压变化量与由它引起的输入电流的变化量之比,即从输入端看进去的动态电阻,一般为M Ω数量级,以场效应晶体管为输入级的r id 可达104M Ω。分析集成运放应用电路时,把集成运放看成理想运算放大器可以使分析简化。实际集成运 放绝大部分接近理想运放。对于理想运放,A od 、K CMRR 、r id 均趋于无穷大。 ⑸开环输出电阻 r o r o 是集成运放开环时从输出端向里看进去的等效电阻。其值越小,说明运放的带负载能力越强。理想集成运放r o 趋于零。 其他参数包括输入失调电流I OS 、输入偏置电流 I B 、输入失调电压温漂 d UOS /d T 和输入失调电流温漂 d IOS /d T 、最大共模输入电压 U Icmax 、最大差模输入电压 U Idmax 等,可通过器件

运算放大电路实验报告

实验报告 课程名称:电子电路设计与仿真 实验名称:集成运算放大器的运用 班级:计算机18-4班 姓名:祁金文 学号:5011214406

实验目的 1.通过实验,进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点。 2.掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法。 3.了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。 集成运算放大器放大电路概述 集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件,它以半导 体单晶硅为芯片,采用专门的制造工艺,把晶体管、场效应管、 二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路 制作在一起,使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各 种模拟信号的运算(如比例、求和、求差、积分、微分……)上, 故被称为运算放大电路,简称集成运放。集成运放广泛用于模拟 信号的处理和产生电路之中,因其高性价能地价位,在大多数情 况下,已经取代了分立元件放大电路。 反相比例放大电路 输入输出关系: i o V R R V 12-=i R o V R R V R R V 1 212)1(-+=

输入电阻:Ri=R1 反相比例运算电路 反相加法运算电路 反相比例放大电路仿真电路图

压输入输出波形图 同相比例放大电路 输入输出关系: i o V R R V )1(12+=R o V R R V R R V 1 2i 12)1(-+=

输入电阻:Ri=∞ 输出电阻:Ro=0 同相比例放大电路仿真电路图 电压输入输出波形图

差动放大电路电路图 差动放大电路仿真电路图 五:实验步骤: 1.反相比例运算电路 (1)设计一个反相放大器,Au=-5V,Rf=10KΩ,供电电压为±12V。

华为已开始自行设计功率放大器芯片

华为已开始自行设计功率放大器芯片 功率放大器(Power Amplifier)简称“功放”,指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。功率放大器在通信设备中有什么作用?主要功能是什么?功率放大器的关键指标及设计难点在哪?发展现状及未来趋势如何? 美国为打压华为,不断向半导体厂商下达禁售令。据报道,很多美国半导体厂商最近都纷纷下调营收逾期,最近,工商时报(台)报道中称资深半导体产业分析师陆行之在脸书上说,Lumentum、Qorvo、Inphi、ADI因华为禁售案陆续下修第二季营收预期达5%-8%,Skyworks也宣布下修8%的营收预期到7.55-7.75亿美元,Skyworks公布过去六个月,华为占其营收12%。 要知道Skyworks可是射频功放PA芯片的主要供应商,报道中指出原Skyworks、Qorvo功率放大器GaAs代工厂指出,华为已经直接自行设计功率放大器芯片了。 功率放大器在通信设备中有什么作用?主要功能是什么?功率放大器的关键指标及设计难点在哪?发展现状及未来趋势如何?

一、功率放大器简介 功率放大器(Power Amplifier)简称“功放”,指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。 对于射频通信系统,功率放大器负责发射通道的信号放大,没有功率放大器,信号覆盖就会成为很大的问题,所以,功率放大器很重要。 射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,如何提高输出功率和效率是射频功率放大器设计目标的核心。作为一个射频芯片,功率放大器不但对工艺有需求,同时其设计团队的技术能力、经验积累和专利支撑都非常重要,尤其是工程师的经验和和Know-How,更是重中之重。再者,随着5G的到来,功率放大器需要满足的性能参数众多,因此不可避免需要研发时间的积累,对于后来入局者具有一定障碍。尤其是工艺方面,更是很多功率放大器厂商,甚至是射频厂商难以逾越的门槛。 这也是为什么功率放大器先进技术仍把持在国外厂商手中的原因吧,我们起步太晚了啊!

典型的运算放大器OP应用电路结构(精华版)

1.波形变换电路 波形变换电路属非线性变换电路,其传输函数随输入信号的幅度、频率或相位而变,使输出信号波形不同于输入信号波形。 1.1 检波与绝对值电路 1.1.1检波电路 图1.1.1所示为线性检波电路及其传输特性。电路中,把检波二极管D,接在反馈支路中,D2接在运放A输出端与电路输出端之间。该电路能克服普通小信号二极管检波电路失真大,传输效率低及输入的检波信号需大于起始电压(约为0. 3 V的固有缺点,即使输入信号远小于0.3 V,也能进行线性检波,因而检波效率能大大地提高。 图1.1.1 线性检波电路及其传输特性 线性检波电路的死区电压大小不决定于二极管的导通电压值,而是取决于D2正向压降VD的影响程度。 1.1.2绝对值电路 绝对值电路又称为整流电路,其输出电压等于输入信号电压的绝对值,而与输入信号电压的极性无关。采用绝对值电路能把双极性输入信号变成单极性信号。 在线性检波器的基础上,加一级加法器,让输入信号vi的另一极性电压不经检波,而直接送到加法器,与来自检波器的输出电压相加,便构成绝对值电路。其原理电路如图1.1.2所示。

图1.1.2 绝对值电路 输出电压值等于输入电压的绝对值,而且输出总是负电压。 若要输出正的绝对值电压,只需把图 1.1.2所示电路中的二极管D1、D2的正负极性对调。 1.2限幅电路 限幅电路的功能是:当输入信号电压进入某一范围(限幅区)后,其输出信号电压不再跟随输入信号电压变化,或是改变了传输特性。 1.2.1串联限幅电路 图 1.2.1所示为简单串联限幅电路及其传输特性。起限幅控制作用的二极管D 与运放A输入端串联,参考电压(-VR)作D的反偏电压,以控制限幅器的限幅 门限电压Vth。

基于AD620芯片的运算放大器

基于AD620芯片的运算放大器 一、设计要求及目的 设计一个简单的运算放大电路,信号输入有效频率2KHz以下,放大倍数250-300之间。为抑制随机噪声,信号放大后再经过一个简单一阶RC低通滤波器,在不损坏有效信号的同时,最大限度滤除噪声。 二、放大电路介绍 放大电路是指增加电信号幅度或功率的电子电路。应用放大电路实现放大的装置称为。它的核心是电子,如、晶体管等。为了实现放大,必须给放大器提供能量。常用的能源是,但有的放大器也利用作为泵浦源。放大作用的实质是把电源的能量转移给。输入信号的作用是控制这种转移,使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。现代中,电信号的产生、发送、接收、变换和处理,几乎都以放大电路为基础。20世纪初,真空的发明和电的实现,标志着电子学发展到一个新的阶段。2040年代末的问世,特别是60年代的问世,加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。 现代使用最广的是以晶体管(或场效应晶体管)放大电路为基础的集成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大,常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管,如功率三极管或四极管、、速调管、行波管以及正交场放大管等。 三、AD620芯片介绍 AD620是一款低成本、高精度仪表放大器,仅需要一个外部电阻来设置增益,增益范围为1至10000。此外,AD620引脚图采用8引脚SOIC和DIP封装,尺寸小于分立式设计,并且功耗较低(最大电源电流仅1.3 mA),因此非常适合电

池供电的便携式(或远程)应用。AD620具有高精度(最大非线性度40 ppm)、低失调电压(最大50 μV)和低失调漂移(最大0.6 μV/°C)特性,是和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。它还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性,使之非常适合ECG和无创血压监测仪等医疗应用。 由于其输入级采用Superβeta处理,因此可以实现最大1.0 nA的低输入偏置电流。AD620在1 kHz时具有9 nV/√Hz的低输入电压噪声,在0.1 Hz至10 Hz 内的噪声为0.28μV峰峰值,输入电流噪声为0.1 pA/√Hz,因而作为前置放大器使用效果很好。同时,AD620的0.01%建立时间为15μs,非常适合多路复用应用;而且成本很低,足以实现每通道一个仪表放大器的设计。 AD620 由传统的三运算放大器发展而成, 但一些主要性能却优于三运算放大器构成的仪表放大器的设计, 如电源范围宽(±2. 3~±18 V ) , 设计体积小, 功耗非常低(最大供电电流仅1. 3 mA ) , 因而适用于低电压、低功耗的应用场合。AD620 的单片结构和激光晶体调整, 允许电路元件紧密匹配和跟踪, 从而保证电路固有的高性能。AD620 为三运放集成的仪表放大器结构, 为保护增益控制的高精度, 其输入端的三极管提供简单的差分双极输入, 并采用β工艺获得更低的输入偏置电流, 通过输入级内部运放的反馈, 保持输入三极管的电流恒定, 并使输入电压加到外部增益控制电阻RG上。AD620 的两个内部增益电阻为 24.7KΩ, 因而增益方程式为 G =49.4 KΩ/RG + 1 对于所需的增益, 则外部控制电阻值为 RG =49.4/(G - 1)kΩ AD620的引脚图如图一所示:

运算放大器应用电路的设计与制作

运算放大器应用电路的设计与制作 运算放大器 1.原理 运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 运算放大器一般由4个部分组成,偏置电路,输入级,中间级,输出级。 图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示 图1是运算放大器的特性曲线,一般用到的只是曲线中的线性部分。如图2所示。U -对应的端子为“-”,当输入U -单独加于该端子时,输出电压与输入电压U -反相,故称它为反相输入端。U +对应的端子为“+”,当输入U +单独由该端加入时,输出电压与U +同相,故称它为同相输入端。 输出:U 0= A(U +-U -) ; A 称为运算放大器的开环增益(开环电压放大倍数)。 在实际运用经常将运放理想化,这是由于一般说来,运放的输入电阻很大,开环增益也很大,输出电阻很小,可以将之视为理想化的,这样就能得到:开环电压增益A ud =∞;输入阻抗r i =∞;输出阻抗r o =0;带宽f BW =∞;失调与漂移均为零等理想化参数。 理想运放在线性应用时的两个重要特性 输出电压U O 与输入电压之间满足关系式:U O =A ud (U +-U -),由于A ud =∞,而U O 为有限值,因此,U +-U -≈0。即U +≈U -,称为“虚短”。 由于r i =∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I IB =0,称为“虚断”,这说明运放对其前级吸取电流极小。

上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算。 运算放大器的应用 (1)比例电路 所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路,比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。 (a) 反向比例电路 反向比例电路如图3所示,输入信号加入反相输入端: 图3反向比例电路电路图 对于理想运放,该电路的输出电压与输入电压之间的关系为: 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻 R ’=R 1 // R F 。 输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系,方向相反,改变比例系数,即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值。反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求。 (b) 同向比例电路 同向比例电路如图4所示,跟反向比例电路本质上差不多,除了同向接地的一段是反向输入端: 图4 同相比例电路电路图 i 1 f O U R R U -=

实验五 集成功率放大器

实验五 集成功率放大器 一、实验目的 (1) 熟悉集成功率放大器的工作原理。 (2) 掌握集成功率放大器性能指标测试方法。 .二、实验仪器 .〈1〉双踪示波器1台 (2)数字毫伏表1台 (3)模拟实验台1台 (4)数字万用表1块 .三、预习要求 (1)复习集成功率放大器的工作原理,阅读实验内容,对照图1-1及图1-2分析工作原理。 (2)在图1-2电路中,若Vcc=12V , RL=10Ω, 计算电路的输出功率Pom, 电源供给功率Pc 、效率η。 四、实验原理 实验电路由集成电路LM386加外围元件组成, 该电路为美国国家半导体公司产品。采用8引线双列直插封装,电源电压VCC 使用范围(VCC=5-18V )、静态功耗低(VCC= 12V 时为6mA 左右),由于该集成电路外接元件少,因而在便携式无线电设备、收音机、录音机、小型放大设备中得到广泛应用。 LM386是单电源互补对称功放集成电路,该电路内部包括由Vl 构成的射极输出器、V2、V3构成的差动放大电路、V5、V6构成的镜像电流源以及由V8、V9、V10组成互补对称电路构成的输出级。为使电路工作在甲乙类放大量状态,利用VD1、VD2提供偏置电压。该电路静态工作电流很小,约4mA-8mA 。输入电阻较高约5M Ω左右,故可以获得很高的电压增益,由于V1、V2采用截止频率较低的横向PNP 管,故几十赫以下的低频噪音很小。该电路内部原理如图1-1所示。 图1-2为外部接线原理图,图中Rw 为输入衰减电位器(音量控制),信号由③脚同相端输入,②脚反相端接地。C1、C2为接在直流电源Vcc 端(⑥脚)的退耦电容,C4为输出(⑤脚)耦合电容,C5为旁路电容(⑦脚),C3为跨接在①脚与⑧)脚之间的增益控制电容。当①脚和⑧脚之间开路时,电压增益为26dB ;若在①脚和⑧脚之间接阻容串联元件,则增益最高可达46dB ,改变阻容值则增益可在26dB-46dB 之间任意选取,电阻值越小增益越大。 (虚线框测数据时不接入)。 123 4 5678增益增益-输入+输入地输出 +V 旁路LM386引脚图 音箱 8欧 黑 红 LM386功率放大器原理图 om 图1-2

常用运算放大器电路 (全集)

常用运算放大器电路(全集) 下面是[常用运算放大器电路(全集)]的电路图 常用OP电路类型如下: 1. Inverter Amp. 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-inverter Amp. 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. Voltage follower 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 = 100 * R1 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=10 K, R2=1 M) 单双电源皆可工作 5. Square-wave oscillator 方块波震荡电路: R2 = R3 = R4 = 100 K R1 = 100 K, C1 = 0.01 uF

Freq = 1 /(2π* R1 * C1) 6. Pulse generator脉波产生器电路: R2 = R3 = R4 = 100 K R1 = 30 K, C1 = 0.01 uF, R5 = 150 K O/P输出端On Cycle = 1 /(2π* R5 * C1) O/P输出端Off Cycle =1 /(2π* R1 * C1) 7. Active low-pass filter 主动低通滤波器电路: R1 = R2 = 16 K R3 = R4 = 100 K C1 = C2 = 0.01 uF 放大倍数Av = R4 / (R3+R4) Freq = 1 KHz 8. Active band-pass filter 主动带通滤波器电路:

简易音频功率放大器

闽南师范大学《模拟电子技术》课程设计 设计题目:简易音频功率放大器 姓名:庄伟彬 学号:1205000425 系别:物理与信息工程学院 专业电气工程及其自动化 年级:12级 指导教师:周锦荣老师 2014年 5月 1 日

目录 一系统设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 2 1.设计任务┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 2 2.设计要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 2 二电路设计原理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 3 1.系统原理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 3 2.方案比较┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 3 3.芯片介绍┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8 三PCB布板┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 10 四实物安装与调试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 11 1.实物图┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11 2.测试的波形┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12 3.实验结果分析及与理论对比┄┄┄┄┄ 15 五附录┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 15 1.设计总结┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15 2. 原件清单┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15 3.参考文献┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 16

摘要:本方案采用LM358,LM386集成运放芯片,外加电阻、电容等元器件调整、滤波,滑动变阻器实现音量可调,构成简易音频功率放大器,音频功率放大器主要用于推动扬声器发声。 关键词:LM358;LM386;音频放大 一系统设计 1 设计任务 利用集成运算放大器LM358,LM386设计一个简易音频功率放大器。 2 设计要求 设计一个简易的音频功率放大器,要求如下: (1)系统主要由前置放大电路和后级功率放大器电路构成,电路具有音量可调; (2)前置放大电路主要有集成芯片LM358构成;后级功率放大器电路主要由集成芯片LM386音频功率放大芯片构成; (3)要求输入音频信号在10mV/1kHz时,输出功率1 (负载:8Ω),输出音频信号无 Po W 明显失真,输出功率大小可调; (4)系统测试可以由函数信号发生器产生音频信号,系统所需电源可由实验室现有学生电源提供; (5)完成相应的电路原理图设计、硬件电路设计和调试及相关结果测试; (6)完成课程设计报告撰写。

LM324运放应用电路大全

LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2 由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。下面介绍其应用实例。 LM324作反相交流放大器 电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电,由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。 放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定:Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值,Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri 与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。 LM324作同相交流放大器 见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定:Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。 LM324作交流信号三分配放大器 此电路可将输入交流信号分成三路输出,三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。

常用大功率D类音频功放IC芯片选型说明

常用大功率D类音频功放IC芯片选型说明传统大功率功放芯片,一般都是模拟的功放芯片,象大家都熟悉的TDA2030、LM1875、TDA1521等。这些功放除了音质会好一点,其它的对于现在的D类功放来说,都是缺点。如今随着技术的进步,D类功放的音质技术早已突破,比传统功放芯片差不了多少。以HX8330为代表的D类功放,是替代这些优秀的前辈产品不二之选。 二、模拟功放的缺点: ●电源供电一般都要用正负双电源供电。 ●大部分都是插件式。 ●因本身发热严重,需要带一块沉重的铝片散热。 ●占用PCB板和机壳的空间很大。 ●外围元件多,特别是电解电容也用的多。 三、HX8330概述: HX8330是一款30W高效D类音频功率放大电路,主要应用于音响等消费类音频设备。此款电路可以驱动低至4Ω负载的立体声扬声器,功效高达90%,使得在播放音乐时不需要额外的散热器。其特点如下: ●15W功率输出(12V电压,4Ω负载,TND+N=10%); ●30W功率输出(16V电压,4Ω负载,TND+N=10%); ●效率高达90%,无需散热片; ●较大的电源电压范围8V~20V; ●免滤波功能,输出不需要电感进行滤波; ●输出管脚方便布线布局; ●良好短路保护和具备自动恢复功能的温度保护; ●良好的失真; ●增益36dB; ●差分输入; ●简单的外围设计;QQ:1207435600 ●封装形式:ESOP8。 四、应用领域: ●拉杆音箱: ●大功率喊话器: ●落地音箱: ●蓝牙音箱 ●扩音器

五、芯片对比分析: 六、 功能框图与引脚说明:

七、应用原理图: 如上图,可以很清晰的看出硬件的外围电路是极其简单的,bom成本低廉 八、HX8330优势说明: 1、外围元件少,电路简单, 2、效率高达90%,无需散热片 3、占用PCB板空间小 4、16V供电时,功率可以到达30W 九、总结: 我写这边文章的目的,并不是想要抵扉传统的模拟功放。只是想告诉各位同仁,在如今市场竞争激烈的环境下,一个成品的利润能多铮几毛钱,都是一件不容易的事。我们在选择功放的时候,如果不是做HIFI级别的音箱,音质要求不是很高的情况下。选择合适的D类功放也是一种有效降低生产成本的方法。 IPET

运放基本应用电路

运放基本应用电路 运放基本应用电路 运算放大器是具有两个输入端,一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。运算放大器可进行直流放大,也可进行交流放大。 R f 使用运算放大器时,调零和相位补偿是必 须注意的两个问题,此外应注意同相端和反相端到地的直流电阻等,以减少输入端直流偏流 U I 引起的误差。 U O 1.反相比例放大器 电路如图1所示。当开环增益为 ∞(大于104以上)时,反相放大器的闭环增益为: 1 R R U U A f I O uf -== (1) 图1 反相比例放大器 由上式可知,选用不同的电阻比值R f / R 1,A uf 可以大于1,也可以小于1。 若R 1 = R f , 则放大器的输出电压等于输入电压的负值,因此也称为反相器。 放大器的输入电阻为:R i ≈R 1 直流平衡电阻为:R P = R f // R 1 。 其中,反馈电阻R f 不能取得太大,否则会 产生较大的噪声及漂移,其值一般取几十千欧 到几百千欧之间。 R 1的值应远大于信号源的 O 内阻。 2.同相比例放大器、同相跟随器 同相放大器具有输入电阻很高,输出电阻 很低的特点,广泛用于前置放大器。电路原理 图如图2所示。当开环增益为 ∞(大于104以上 图2 同相比例放大器 )时,同相放大器的闭环增益为: 1111R R R R R U U A f f I O uf +=+== (2) 由上式可知,R 1为有限值,A u f 恒大于1。 同相放大器的输入电阻为:R i = r ic 其中: r ic 是运放同相端对地的共模输入电阻,一般为108 Ω;放大器同相端的直流平衡电阻为:R P = R f // R 1。 若R 1 ∞(开路),或R f = 0,则A u f 为1,于是同相放大器变为同相跟随器。此时由于放大器几乎不从信号源吸取电流,因此 U 可视作电压源,是比较理想的阻抗变换器。 3.加(减)法器

集成功率放大器

集成功率放大器 世界上自1967年研制成功第一块音频功率放大器集成电路以来,在短短的几十年的时间内,其发展速度和应用是惊人的。目前约95%以上的音响设备上的音频功率放大器都采用了集成电路。据统计,音频功率放大器集成电路的产品品种已超过300种;从输出功率容量来看,已从不到1W 的小功率放大器,发展到10W 以上的中功率放大器,直到25W 的厚膜集成功率放大器。从电路的结构来看,已从单声道的单路输出集成功率放大器发展到双声道立体声的二重双路输出集成功率放大器。从电路的功能来看,已从一般的OTL 功率放大器集成电路发展到具有过压保护电路、过热保护电路、负载短路保护电路、电源浪涌过冲电压保护电路、静噪声抑制电路、电子滤波电路等功能更强的集成功率放大器。 3.3.1 LM386集成功率放大器 1.LM386的特点 LM386的内部电路和管脚排列如图3.3.1所示。它是8脚DIP 封装,消耗的静态电流约为4mA ,是应用电池供电的理想器件。该集成功率放大器同时还提供电压增益放大,其电压增益通过外部连接的变化可在20~200范围内调节。其供电电源电压范围为4~15V ,在8Ω负载下,最大输出功率为325mW ,内部没有过载保护电路。功率放大器的输入阻抗为50k Ω,频带宽度300kHz 。 + -V+ (a) LM386?ú2?μ??·í? 12345 6 7 8 ??ò? ·′?à ê?è? í??à ê?è? μ? ê?3?V+???·??ò?(b) LM3861ü???áDí? 图3.3.1 LM386内部电路及管脚排列图 2.LM386的典型应用 LM386使用非常方便。它的电压增益近似等于2倍的1脚和5脚电阻值除以T1和T3发射极间的电阻(图3.3.1中为R4+R5)。所以图3.3.2是由LM386组成的最小增益功率放

相关文档
最新文档