运算放大器介绍
运算放大器常见指标及重要特性

运算放大器常见指标及重要特性运算放大器是一种电子放大器,用于放大微弱电信号。
它是现代电子系统中的关键组件之一,广泛应用于各种电路中,如音频放大器、通信电路、仪器仪表、运算放大电路等。
了解运算放大器的常见指标和重要特性对于正确选择和应用运算放大器至关重要。
下面是关于运算放大器常见指标和重要特性的详细介绍。
1.常见指标(1)增益:运算放大器的增益是指输入信号和输出信号之间的放大倍数。
运算放大器的增益通常用电压增益来表示,即输出电压与输入电压之比。
(2)输入阻抗:运算放大器的输入阻抗是指输入端对外界电路的负载特性,也就是输入电路对外界电路之间的阻抗。
输入阻抗越大,对外界电路的负载影响越小。
(3)输出阻抗:运算放大器的输出阻抗是指输出端对外界电路的负载特性,也就是输出电路对外界电路之间的阻抗。
输出阻抗越小,对外界电路的阻抗匹配越好。
(4)带宽:运算放大器的带宽是指在指定的增益范围内,能够传递的频率范围。
带宽越大,运算放大器能够传递的高频信号越多。
(5)零点抵消:运算放大器的零点抵消是指在输出电压为零时,输入电压不为零的情况下,输出电压的漂移量。
零点抵消越好,运算放大器的精度越高。
2.重要特性(1)运算精度:运算放大器的运算精度是指在给定的测量条件下,输出结果与实际值之间的偏差大小。
运算精度越高,运算放大器输出的信号越准确。
(2)稳定性:运算放大器的稳定性是指在不同工作条件下,输出信号的稳定程度。
稳定性越好,运算放大器的输出信号波动越小。
(3)噪声:运算放大器的噪声是指在运放输入端产生的不可避免的电压或电流波动。
噪声越小,运算放大器的信噪比越高。
(4)温度漂移:运算放大器的温度漂移是指在温度变化的情况下,输出信号的稳定程度。
温度漂移越小,运算放大器的性能越稳定。
(5)电源电压范围:运算放大器的电源电压范围是指能够正常工作的电源电压范围。
电源电压范围越大,运算放大器的适用范围越广。
(6)输入偏置电流:运算放大器的输入偏置电流是指在没有输入信号的情况下,输入端电流的大小。
运算放大器参数详解

运算放大器参数详解运算放大器(通常简称为运放)是一种广泛应用于模拟信号处理领域的电子器件。
它被广泛应用于各种不同的电子设备中,包括音频放大器、模拟电路、数字电路等。
以下是对运算放大器参数的详细解释:1. 带宽增益乘积:这是运算放大器的一个重要指标,它等于开环带宽与开环增益的乘积。
这个参数可以用来估算运放在高频应用中的性能。
2. 开环增益:开环增益是运算放大器在没有反馈的情况下,输入电压与输出电压之比。
这是一个衡量运放放大能力的参数。
3. 最大差模输入电压:这是指运放可以接受的最大差分输入电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
4. 最大共模输入电压:这是指运放可以接受的最大共模输入电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
5. 最大输出电压:这是指运放在安全工作范围内可以输出的最大电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
6. 电源电压范围:这是指运放正常工作所需的最小和最大电源电压。
低于最小电压,运放可能无法正常工作;高于最大电压,运放可能会被损坏。
7. 功耗:这是指运放在正常工作条件下消耗的功率。
这是一个重要的环保指标,因为电子设备的功耗直接影响到其热量产生和能源消耗。
8. 输入阻抗:这是指运放在没有反馈的情况下,输入端的电阻抗。
这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。
9. 输出阻抗:这是指运放在没有反馈的情况下,输出端的电阻抗。
这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。
10. 带宽增益乘积与最大带宽:带宽增益乘积是指运算放大器在特定频率下达到特定增益所需的带宽,通常以Hz为单位表示。
最大带宽是指运放在不失真的情况下可以处理的最高频率信号。
这两个参数共同决定了运算放大器处理高频信号的能力。
11. 建立时间:这是指运算放大器从启动到达到最终输出值所需的时间。
这个参数对于需要快速响应的电路设计来说非常重要。
12. 失调电压:这是指运算放大器在没有输入信号的情况下,输出端的直流偏置电压。
这个参数可能会对电路的直流性能产生影响。
运放选型参数

运放选型参数摘要:一、运放简介二、运放选型参数1.增益带宽积2.输入偏置电流3.输入偏置电压4.共模抑制比5.输出电流和电压6.电源电压范围7.功耗三、运放选型实例1.确定应用场景2.根据参数进行选型3.实际应用案例四、总结正文:运放,全称为运算放大器,是一种模拟电子器件,广泛应用于各种电子设备和系统中。
作为核心组件,运放的选择至关重要,其中运放选型参数是重要的参考依据。
本文将详细介绍运放选型参数,并以实际案例进行说明。
首先,我们来了解一下运放的增益带宽积。
增益带宽积是运放的一个重要参数,表示运放能够处理信号的最大增益和带宽。
在选择运放时,应根据所需信号的增益和带宽来选取合适的增益带宽积。
输入偏置电流和输入偏置电压是衡量运放输入性能的重要参数。
输入偏置电流是指输入端电流的差值,输入偏置电压是指输入端电压的差值。
这两个参数对运放的输入阻抗和共模抑制比产生影响,需要根据实际应用场景进行选择。
共模抑制比是运放抑制共模信号的能力,它影响了运放在实际应用中的抗干扰性能。
在选择运放时,应根据共模抑制比来选取能够满足抗干扰要求的运放。
输出电流和电压是运放输出性能的重要参数。
输出电流表示运放能够驱动负载的最大电流,输出电压表示运放能够输出的最大电压。
在选择运放时,应根据实际应用中负载的电流和电压需求来选取合适的输出电流和电压。
电源电压范围和功耗是运放的两个重要电气参数。
电源电压范围表示运放能够正常工作的电源电压范围,功耗表示运放在工作过程中的能量消耗。
在选择运放时,应根据实际应用场景的电源电压和功耗要求来选取合适的运放。
下面通过一个实际应用案例来说明如何进行运放选型。
某智能家居系统需要一个用于信号放大的运放,信号增益需求为100倍,信号带宽为10kHz。
根据这些参数,我们可以选择一个增益带宽积大于100kHz的运放。
接下来,我们需要考虑运放的输入性能,输入偏置电流和输入偏置电压应满足系统对输入阻抗和共模抑制比的要求。
10种运算放大器

10种运算放大器各种不同类型的运算放大器介绍 董婷076112班一.uA741M ,uA741I ,uA741C (单运放)高增益运算放大器用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
这些类型还具有广泛的共同模式,差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
目前价格1元/个。
Package 封装Part Number 零件型号Temperature Range 工作温度范围ND UA741C 0℃ - +70℃ • • UA741I -40℃ - +105℃ • • UA741M -55℃ - +125℃ • •例如 : UA741CNuA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 最大额定值 Symbol 符号Parameter 参数 UA741MUA741IUA741CUni t 单位 VCC Supply voltage 电源电压 ±22V Vid Differential Input Voltage 差分输入电压±30V Vi Input Voltage 输入电压 ±15 V Ptot Power Dissipation 功耗 500mWToper Output Short-circuit Duration 输出短路持续时间 Infinite 无限制Operating Free-air TemperatureRange 工作温度-55 to +125 -40 to +105 0 to +70℃Tstg Storage Temperature Range 储存温度范围 -65 to +150ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性Symbol 符号Parameter 参数最小. 典型. 最大.Unitd单位Vio Input Offset Voltage (Rs ≤ 10KΩ) 输入失调电压-mV Tamb = +25℃- 1 5Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax - - 6Iio Input Offset Current 输入失调电流nA Tamb = +25℃- 2 30Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax - - 70Iib Input Bias Current 输入偏置电流nA Tamb = +25℃- 10 100 Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax - - 200Avd Large Signal Voltage Gain (Vo=±10V, RL=2KΩ) 大信号电压增益V/mV Tamb = +25℃50 200 -Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 25 -SVR Supply Voltage Rejection Ratio (Rs ≤ 10KΩ) 电源电压抑制比dB Tamb = +25℃77 90 -Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 77 - -ICC Supply Current, no load 电源电流(空载)mA Tamb = +25℃- 1.7 2.8 Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax - - 3.3Vicm Input Common Mode Voltage Range 输入共模电压范围V Tamb = +25℃±12 - -Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax ±12 - -CMR Common Mode Rejection Ratio (RS ≤ 10KΩ)共模抑制比dB Tamb = +25℃70 90 -Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax 70 - -IOS Output short Circuit Current输出短路电流10 25 40 mA±Vopp Output Voltage Swing输出电压摆幅Tamb=+25℃RL=10KΩ12 14 -VRL=2KΩ10 13 -Tmin≤Tamb≤TmaxRL=10KΩ12 - -RL=2KΩ10 - -SR Slew Rate Vi=±10V,RL=2KΩ,CL=100pF,unity Gain转换率单位增益0.25 0.5 - V/μstr Rise Time Vi = ±20mV, RL =2KΩ,CL = 100pF, unityGain 上升时间单位增益- 0.3 - μsKov Overshoot Vi=20mV,RL=2KΩ,CL=100pF,unity Gain超虚拟单位增益- 5 - %Ri Input Resistance 输入阻抗0.3 2 - MΩGBP Gain Bandwith Product Vi = 10mV, RL =2KΩ,CL =100pF, f =100kHz 带宽增益0.7 1 - MHzTHD Total Harmonic Distortion f = 1kHz, Av = 20dB,RL=2KΩ,Vo=2Vpp, CL=100pF,Tamb=+25℃总谐波失真- 0.06 - %en Equivalent Input Noise Voltage f=1kHz,Rs=100Ω等效输入噪声电压- 23 -nV√Hz¢m Phase Margin 相位裕度- 50 - Degree s二.CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上,该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极(PMOS上)中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗,极低输入电流和高速性能。
运算放大器基本知识

运算放大器基本知识
运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种特殊的电子放大器,以其性能优良、可靠性高而被广泛应用。
运算放大器由直流耦合放大器、输出级和反馈网络组成。
运算放大器的特点如下:
1. 高增益:运算放大器具有非常高的直流电压增益,通常在
10^5至10^6之间。
2. 宽频带:运算放大器在0频到几兆赫兹的频率范围内能够提供线性放大。
3. 低失调:运算放大器的失调输入电压和失调输入电流非常小。
4. 大输入阻抗:运算放大器的输入阻抗通常很大,可以达到几兆欧姆。
5. 小偏移电压:运算放大器的输入端之间的偏移电压非常小。
6. 大输出电流:运算放大器的输出电流能够达到几百毫安。
运算放大器的基本运算包括放大、求和、差分和积分等。
运算放大器的输出电压等于输入电压与输入电阻之间的乘积。
通过调节反馈网络中的电阻和电容,可以实现各种各样的运算功能。
运算放大器的参数

运算放大器的参数运算放大器(Op-amp)是一种电子元件,具有高放大度、高输入阻抗和低输出阻抗等特性。
它的性质可以通过一系列参数来描述,这些参数包括:放大倍数、输入电阻、输出电阻、共模抑制比、带宽等,下面我们将逐一介绍它们的意义和作用。
1、放大倍数放大倍数是指在没有反馈的情况下,运算放大器输出电压与输入电压之间的比值。
放大倍数可以表示为Av,其单位为V/V(伏特/伏特)。
一个典型的运算放大器的放大倍数可以高达10万倍,相比之下,普通的放大器通常只有100-1000倍的放大倍数。
放大倍数在运算放大器的设计和使用中起着至关重要的作用,它决定了运算放大器的放大能力。
因此,放大倍数也是评价运算放大器性能的重要参数之一。
2、输入电阻输入电阻是运算放大器输入端的电阻。
在使用运算放大器时,有时需要对电路输入信号进行一些特殊的处理,如滤波、放大等等。
此时输入电阻就是一个很关键的参数,它决定了输入信号是否能够准确地被引入运算放大器中。
输入电阻通常用Rin表示,其单位为欧姆(Ω),一般情况下,运算放大器的输入电阻在百万至千万的范围内,因此,它的输入阻抗非常高,对于输入信号来说,它的影响非常小。
所以,输入电阻也被称为“高阻输入”。
3、输出电阻输出电阻是运算放大器输出端的电阻。
输出电阻可以理解为运算放大器内部电路的内部电阻。
输出端电阻通常用Ro表示,单位为欧姆(Ω)。
运算放大器的输出电阻对于电路的使用有着重要的意义,它决定了能否输出一个强有力的信号。
当负载电路阻值很大的时候,输出电阻才能够填补电路的空隙,否则,信号源的输出电平无法被放大到期望的水平4、共模抑制比共模抑制比是衡量运算放大器对共模干扰的抑制能力的参数。
共模抑制比可以理解为运算放大器内部电路在处理共模信号时,处理能力与处理差分信号时的处理能力之比。
在运算放大器的工作中,由于接触共模信号所产生的电荷、辐射和传导噪声、地线反射等引起的共模干扰是不可避免的。
而共模抑制比可以有效地抑制这些噪声干扰,使得运算放大器输出的信号不会因为共模信号干扰而失真。
运放参数详解超详细
运放参数详解超详细运放,全称为运算放大器,是一种主要用于电子设备中的放大电路。
它能够接收输入信号并在输出端放大,以达到放大信号的效果。
运放广泛应用于放大、滤波、积分、微分、求和、差分等电路中,是现代电子电路中不可或缺的元件之一在使用运放时,需要了解一些重要的参数,这些参数将影响到运放的性能和应用。
下面将详细介绍一些常见的运放参数:1.增益:增益指的是输入信号经过运放放大后的输出信号与输入信号之间的比例关系。
增益可以是小信号增益,即输入信号幅度相对较小的情况下的增益;也可以是大信号增益,即输入信号幅度较大的情况下的增益。
通常使用dB(分贝)来表示增益大小。
2.带宽:带宽是指运放能够正确放大的频率范围。
在带宽之外的信号将会被放大产生失真。
带宽通常以Hz(赫兹)表示,常见的运放带宽为几百kHz到几GHz。
3.输入电阻:输入电阻指的是运放输入端的电阻阻抗。
输入电阻越大,表示输入信号的损耗越小,输出信号与输入信号之间的电压差会更小。
输入电阻一般以欧姆(Ω)表示。
4.输出电阻:输出电阻指的是运放输出端的电阻阻抗。
输出电阻越小,表示运放输出信号的能力越强,能够驱动更大的负载。
输出电阻一般以欧姆(Ω)表示。
5.失调电流:失调电流是指运放输入端的两个输入电流之间的差异。
失调电流越小,表示运放的两个输入端能够更好地匹配,从而减小了对输入信号的失真。
失调电流一般以安培(A)表示。
6.偏置电压:偏置电压是指运放两个输入端相对于公共模式电压的偏差。
偏置电压越小,表示运放能够更好地接近理想运算放大器模型,减小了对输入信号的失真。
偏置电压一般以伏特(V)表示。
7.输出偏置电压:输出偏置电压是指运放输出端相对于公共模式电压的偏差。
输出偏置电压越小,表示运放输出信号更加准确,能够更好地匹配输入信号。
输出偏置电压一般以伏特(V)表示。
8.运放噪声:运放噪声是指运放输出信号中存在的由运放本身引起的随机噪声。
运放噪声分为输入噪声和输出噪声,通常以nV/√Hz(纳伏特/根赫兹)表示。
10种运算放大器
各种不同类型的运算放大器介绍董婷076112班一.uA741M,uA741I,uA741C(单运放)高增益运算放大器用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
这些类型还具有广泛的共同模式,差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
目前价格1元/个。
uA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS最大额定值ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性二.CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上,该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极(PMOS上)中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗,极低输入电流和高速性能。
操作电源电压从4V至36V(无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。
主要运用于单电源放大器在汽车和便携式仪表,有源滤波器,比较器,采样保持放大器,长期定时器,光电仪表,探测器,TTL接口,入侵报警系统,函数发生器,音调控制,电源,便携式仪器。
工作范围为-55 ºC —125 ºC。
目前生产厂家主要是INTERSIL公司和HARRIS公司,报价为:2.7—3元/个。
引脚图三.OP07C运算放大器OP07C是一款低失调低漂移运算放大器。
生产厂家主要有德州仪器公司和AD公司。
这款运算放大器具有非常低的输入失调电压,所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
运算放大器电路原理
运算放大器电路原理运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种极为重要的电子元器件,广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、差分输入、单端输出等特点,能够放大电压、电流和功率等信号,并提供微弱信号的放大和处理功能。
本文将介绍运算放大器的基本原理及其电路结构。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一个多元件集成电路(IC),通常由几个晶体管、电阻和电容器等元件组成。
它的核心部分是一个差分放大器,具有高增益特性。
运算放大器的输出电压与输入电压之间的关系可以通过下面的公式表示:Vout = Av (V+ - V-)其中,Vout为输出电压,Av为放大器的开环增益,V+和V-分别为非反相输入和反相输入。
二、运算放大器的电路结构运算放大器的电路图可以简化为以下几个主要部分:1.差动放大器:差动放大器是运算放大器的核心部分,它由两个输入电源、两个输入电容和两个晶体管等电路组成。
它的作用是将输入信号进行差分放大,增益高达几千倍。
2.电流镜:电流镜是一个由晶体管组成的电流源,用于提供稳定的电流输出。
它的作用是保持差动放大器的工作点稳定,使得差动放大器的输出可以线性放大。
3.级联放大器:级联放大器由多个差分放大器组成,用于提高整个运算放大器的放大倍数。
每个差分放大器都会放大之前的放大器的输出信号。
4.反馈网络:反馈网络是运算放大器的重要部分,通过它可以实现对输出信号进行控制和调整。
反馈网络可以分为正反馈和负反馈两种形式,具体的选择取决于应用的要求。
三、运算放大器的应用运算放大器在电子电路中具有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1.信号放大:运算放大器可将输入信号放大到所需的幅度,用于增强微弱信号。
2.滤波:运算放大器可以配合电容器和电阻等元件,构成滤波电路,用于滤除不需要的频率成分,提取特定频率的信号。
3.比较器:运算放大器可以作为比较器使用,用于判断输入信号的大小关系,并输出相应的逻辑电平。
运放的参数
运放的参数运放,即运算放大器,是一种广泛应用于电子电路中的集成电路器件。
它的作用是将输入信号进行放大,并输出到下一级电路中,从而实现信号处理的目的。
在实际应用中,运放的参数是非常重要的,因为它们直接影响到运放的性能和应用效果。
本文将详细介绍运放的参数及其相关知识。
一、运放的基本参数1. 增益增益是运放最基本的参数之一,它表示输出信号与输入信号之间的比值。
增益可以分为直流增益和交流增益两种。
直流增益是指在直流条件下,输出信号与输入信号之间的比值;交流增益是指在交流条件下,输出信号与输入信号之间的比值。
增益通常用分贝表示,即dB=20log(AV),其中AV为增益值。
2. 带宽带宽是指运放能够放大的频率范围。
它是指在增益降低到-3dB时的频率范围。
带宽与增益有密切关系,一般情况下,带宽越大,增益就越小。
因此,在选择运放时,需要根据具体应用场景来确定带宽和增益的要求。
3. 输入阻抗和输出阻抗输入阻抗是指运放输入端的电阻。
它决定了输入信号的大小和输入电路的稳定性。
输出阻抗是指运放输出端的电阻。
它决定了输出信号的大小和输出电路的稳定性。
输入阻抗和输出阻抗越大,运放的性能就越好。
一般情况下,输入阻抗大于1MΩ,输出阻抗小于100Ω。
4. 偏置电压偏置电压是指运放输入端的电压差异。
它是由于运放内部电路不对称所导致的。
偏置电压会对运放的性能产生影响,因此需要尽可能地将其降低。
一般情况下,偏置电压应小于1mV。
5. 偏置电流偏置电流是指运放输入端的电流差异。
它同样是由于运放内部电路不对称所导致的。
偏置电流会对运放的性能产生影响,因此需要尽可能地将其降低。
一般情况下,偏置电流应小于100nA。
二、运放的应用参数1. 非线性失真非线性失真是指运放输出信号与输入信号之间存在非线性关系。
它会导致输出信号失真,影响运放的应用效果。
非线性失真可以通过选择合适的运放来降低。
2. 电源抑制比电源抑制比是指运放输出信号中包含的电源噪声与电源电压之间的比值。
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运算放大器目录[隐藏]历史原理类型主要参数应用运算放大器(常简称为“运放”)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。
由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展,如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。
现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。
[编辑本段]历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成,这个放大器可以执行加与减的工作。
运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字,用来进行加、减、乘、除的运算,同时也成为实现模拟计算机(analog computer)的基本建构方块。
然而,理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远超过加减乘除的计算。
今日的运算放大器,无论是使用晶体管(transistor)或真空管(v acuum tube)、分立式(discrete)元件或集成电路(integrated c ircuits)元件,运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。
早期的运算放大器是使用真空管设计,现在则多半是集成电路式的元件。
但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时,常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。
[1] 1960年代晚期,仙童半导体(Fairchild Semiconductor)推出了第一个被广泛使用的集成电路运算放大器,型号为μA709,设计者则是鲍伯·韦勒(Bob Widlar)。
但是709很快地被随后而来的新产品μA741取代,74 1有着更好的性能,更为稳定,也更容易使用。
741运算放大器成了微电子工业发展历史上一个独一无二的象征,历经了数十年的演进仍然没有被取代,很多集成电路的制造商至今仍然在生产741。
直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
[编辑本段]原理运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b 端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图:一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。
对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。
采用单电源供电的运放,输出在电源与地之间的某一范围变化。
运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值,而低于正电源某一数值。
经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化,甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。
这种运放称为轨到轨(rail-to-r ail)输入运算放大器。
运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比,在音频段有:输出电压=A0(E1-E2),其中,A0 是运放的低频开环增益(如100dB,即100000 倍),E1 是同相端的输入信号电压,E2 是反相端的输入信号电压。
[编辑本段]类型按照集成运算放大器的参数来分,集成运算放大器可分为如下几类。
1.通用型运算放大器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(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)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.高阻型运算放大器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r id>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(四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
3.低温漂型运算放大器在精密仪器、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。
目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP07、OP27、A D508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4.高速型运算放大器在快速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BW G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。
5.低功耗型运算放大器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10 mW,可采用单节电池供电。
6.高压大功率型运算放大器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。
7.可编程控制运算放大器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得.例如PG A103A,通过控制1,2脚的电平来改变放大的倍数.[编辑本段]主要参数1.共模输入电阻(RINCM)该参数表示运算放大器工作在线性区时,输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。
2.直流共模抑制(CMRDC)该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力。
3.交流共模抑制(CMRA C)CMRA C用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力,是差模开环增益除以共模开环增益的函数。
4.增益带宽积(GBW)增益带宽积A OL * ƒ是一个常量,定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域。
5.输入偏置电流(IB)该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。
6.输入偏置电流温漂(TCIB)该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量。
TCIB通常以pA/°C为单位表示。
7.输入失调电流(IOS)该参数是指流入两个输入端的电流之差。
8.输入失调电流温漂(TCIOS)该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量。
TCIOS通常以pA/°C为单位表示。
9.差模输入电阻(RIN)该参数表示输入电压的变化量与相应的输入电流变化量之比,电压的变化导致电流的变化。
在一个输入端测量时,另一输入端接固定的共模电压。
10.输出阻抗(ZO)该参数是指运算放大器工作在线性区时,输出端的内部等效小信号阻抗。
11.输出电压摆幅(VO)该参数是指输出信号不发生箝位的条件下能够达到的最大电压摆幅的峰峰值,VO一般定义在特定的负载电阻和电源电压下。
12.功耗(Pd)表示器件在给定电源电压下所消耗的静态功率,Pd通常定义在空载情况下。
13.电源抑制比(PSRR)该参数用来衡量在电源电压变化时运算放大器保持其输出不变的能力,PSRR通常用电源电压变化时所导致的输入失调电压的变化量表示。
14.转换速率/压摆率(SR)该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的最大值。
SR通常以V/µs为单位表示,有时也分别表示成正向变化和负向变化。
15.电源电流(ICC、IDD)该参数是在指定电源电压下器件消耗的静态电流,这些参数通常定义在空载情况下。
16.单位增益带宽(BW)该参数指开环增益大于1时运算放大器的最大工作频率。
17.输入失调电压(VOS)该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。
18.输入失调电压温漂(TCVOS)该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化,通常以µV/°C为单位表示。
19.输入电容(CIN)CIN表示运算放大器工作在线性区时任何一个输入端的等效电容(另一输入端接地)。
20.输入电压范围(V IN)该参数指运算放大器正常工作(可获得预期结果)时,所允许的输入电压的范围,V IN通常定义在指定的电源电压下。
21.输入电压噪声密度(eN)对于运算放大器,输入电压噪声可以看作是连接到任意一个输入端的串联噪声电压源,eN通常以nV /根号Hz 为单位表示,定义在指定频率。
22.输入电流噪声密度(iN)对于运算放大器,输入电流噪声可以看作是两个噪声电流源,连接到每个输入端和公共端,通常以pA / 根号Hz 为单位表示,定义在指定频率。
[编辑本段]应用运算放大器是用途广泛的器件,接入适当的反馈网络,可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。