运放组成电压跟随器-要注意的问题
使用运算放大器需要注意这6个事项!

使用运算放大器需要注意这6个事项!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,广泛用于信号变换调理、ADC采样前端、电源电路等场合中。
那么使用运算放大器需要注意哪些事项呢?1、注意输入电压是否超限图1是ADI的OP07数据表中的输入电气特性的一部分,可以看到在电源电压15V的条件下,输入电压的范围是13.5V,如果输入电压超出范围,那么运放就会工作不正常,出现一些意料不到的情况。
而有一些运放标注的不是输入电压范围,而是共模输入电压范围,如图1-2是TI的TLC2272数据表的一部分,在单电源+5V的条件下,共模输入范围是0-3.5V.其实由于运放正常工作时,同相端和反相端输入电压基本是一致的(虚短虚断),所以输入电压范围与共模输入电压范围都是一样的意思。
图1-1图1-22、不要在运放输出直接并接电容在直流信号放大电路中,有时候为了降低噪声,直接在运放输出并接去耦电容(如图2-1)。
虽然放大的是直流信号,但是这样做是很不安全的。
当有一个阶跃信号输入或者上电瞬间,运放输出电流会比较大,而且电容会改变环路的相位特性,导致电路自激振荡,这是我们不愿意看到的。
正确的去耦电容应该要组成RC电路,就是在运放的输出端先串入一个电阻,然后再并接去耦电容(如图2-2)。
这样做可以大大削减运放输出瞬间电流,也不会影响环路的相位特性,可以避免振荡。
3、不要在放大电路反馈回路并接电容如图3-1所示,同样是一个用于直流信号放大的电路,为了去耦,不小心把电容并接到了反馈回路,反馈信号的相位发生了改变,很容易就会发生振荡。
所以,在放大电路中,反馈回路不能加入任何影响信号相位的电路。
由此延伸至稳压电源电路,如图3-2,并接在反馈脚的C3是错误的。
为了降低纹波,可以把C3与R1并联,适当增大纹波的负反馈作用,抑制输出纹波。
运放及使用时的注意事项

及使用时的注意事项集成运算放大器是可以进行运算的直流放大器,但开发它的主要目的是左右的交流信号也能处理。
与用为了进行模拟计算。
如果放大倍数为1,连1MHZ分立元件构成的电路相比,它具有稳定性好、电路计算容易、成本低等很多优点,因而被广泛应用于许多领域。
那么,这种集成运算放大器究竟是怎样构成的呢?本章不打算从深层次角度去解答这一问题,而是从知道后会觉得方便些的想法来探讨它的内部构造。
在用运算放大器组装电路时,经常会碰到一些麻烦,这时,希望大家能参考本章介绍的关于运算放大器各个方面的注意事项。
7.1 运算放大器的内部构造7.1.1 集成运算放大器的演变历史集成运算放大器是线性集成电路中最通用的一种。
线性集成电路的使用范围很广,但要标准化比较困难。
而集成运算放大器与整个线性集成电路相比,在使用范围上相对较窄,因而标准化比较容易。
按照标准化要求,集成运算放大器中有相当大的一部分产品都是非原创品,甚至可以说使用的都是这些非原创品。
集成运算放大器的第一个实用产品μA702的内部电路如图7.1所示。
这种集成运算放大器不使用pnp晶体管制作。
该集成运放具有共模输入电压低、输出振幅小、容易振荡等缺点。
后来发表了改进这些缺点的μA709产品。
μA709的内部电路如图7.2所示。
μA709用得很广泛,至今仍在使用。
但是,μA709有如表7.1所示的许多问题。
μA709推出大约3年后,发表了解决这些问题的运算放大器μA741。
这个产品能进行输出短路保护,消除了锁死现象,可以在内部进行相位补偿,失调补偿可以简单地通过在外部连接可变电阻来进行没有输出短路保护电路需要外接3个元件进行相位补偿,转换速率小,仅为0.25V/μs,共模输入电压小,仅为±10V,没有用于失调补偿的端子,差动输入电压小,仅为±5V,常常发生锁死现象.就在同一时期,国家半导体公司发表了LM301产品。
这个产品差不多与μA741具有相同的特性,但相位补偿需要在外面连接一个电容器,通过改变这个电容器的值来改变带宽,也可以通过前馈相位补偿的方法来扩展带宽,因此有比μA741容易使用的地方。
集成运放的一些注意问题及应用

集成运放的一些注意问题1、差动输入级使运放具有尽可能高的输入电阻及共模抑制比。
2、中间放大级由多级直接耦合放大器组成,以获得足够高的电压增益。
3、输出级可使运放具有一定幅度的输出电压、输出电流和尽可能小的输出电阻。
在输出过载时有自动保护作用以免损坏集成块。
输出级一般为互补对称推挽电路。
4、偏置电路为各级电路提供合适的静态工作点。
为使工作点稳定,一般采用恒流源偏置电路。
需要注意的问题(也有误差产生的原因):1) 输入信号选用交、直流量均可,但在选取信号的频率和幅度时,应考虑运放的频响特性和输出幅度的限制。
2) 调零。
为提高运算精度,在运算前,应首先对直流输出电位进行调零,即保证输入为零时,输出也为零。
当运放有外接调零端子时,可按组件要求接入调零电位器RW,调零时,将输入端接地,调零端接入电位器RW,用直流电压表测量输出电压U0,细心调节RW,使U0为零(即失调电压为零)。
如运放没有调零端子,若要调零,可按图7-7所示电路进行调零。
一个运放如不能调零,大致有如下原因:①组件正常,接线有错误。
②组件正常,但负反馈不够强(RF/R1 太大),为此可将RF短路,观察是否能调零。
③组件正常,但由于它所允许的共模输入电压太低,可能出现自锁现象,因而不能调零。
为此可将电源断开后,再重新接通,如能恢复正常,则属于这种情况。
④组件正常,但电路有自激现象,应进行消振。
⑤组件内部损坏,应更换好的集成块。
3) 消振。
一个集成运放自激时,表现为即使输入信号为零,亦会有输出,使各种运算功能无法实现,严重时还会损坏器件。
在实验中,可用示波器监视输出波形。
为消除运放的自激,常采用如下措施①若运放有相位补偿端子,可利用外接RC补偿电路,产品手册中有补偿电路及元件参数提供。
②电路布线、元、器件布局应尽量减少分布电容。
③在正、负电源进线与地之间接上几十μF的电解电容和0.01~0.1μF 的陶瓷电容相并联以减小电源引线的影响。
电压跟随器电路工作条件

电压跟随器电路工作条件电压跟随器是一种常见的电子电路,它的作用是将输入电压的变化复制到输出电压上。
本文将介绍电压跟随器的基本工作原理、工作条件及其应用。
一、电压跟随器的基本工作原理电压跟随器是一种基本的模拟电路,主要由一个晶体管和几个电阻构成。
它的工作原理基于负反馈电路的基本原理。
当输入电压发生变化时,晶体管的工作状态也会随之改变,从而使输出电压跟随着输入电压的变化。
通过适当的设计,可以实现输入与输出电压之间的近乎完全的对应关系。
二、电压跟随器的工作条件1. 适当的电源电压:电压跟随器需要适当的电源电压来确保晶体管和其他元件能够正常工作,一般在设计电路时需要根据元件的规格和参数来确定电源电压。
2. 合适的控制电压范围:电压跟随器的输入电压范围需要在设计时明确,确保输入电压变化时,输出电压能够准确地跟随。
3. 稳定的温度环境:温度对电子元件的性能有很大影响,为了确保电压跟随器的稳定工作,需要保持相对稳定的温度环境。
4. 适当的负载条件:电压跟随器的负载条件也需要考虑,合适的负载可以确保输出电压的稳定性。
5. 合理的元件选择和设计:在设计电压跟随器时需要选择合适的电子元件,并合理设计电路结构以满足工作条件的要求。
三、电压跟随器的应用1. 信号跟随:在一些需要信号跟随的场合,电压跟随器可以起到很好的作用,确保信号的一致性和稳定性。
2. 信号缓冲:电压跟随器也可用于信号缓冲,将输入信号缓冲输出,减小对负载的影响。
3. 电源稳压:电压跟随器还可用于电源稳压电路中,以保证输出电压的稳定性。
4. 温度补偿:在一些需要温度补偿的电路中,电压跟随器可以通过调节输入电压来实现温度补偿效果。
以上就是关于电压跟随器的基本工作原理、工作条件及其应用的介绍。
电压跟随器在各种电子电路中都有着广泛的应用,对于电子工程师和电子爱好者来说是一种非常重要的电路。
希望本文能对您有所帮助。
使用运放构成电压跟随器的稳定性问题

[转载]使用运放构成电压跟随器的稳定性问题[转载]使用运放构成电压跟随器的稳定性问题题外话:a:对于采用负反馈的放大电路,如何减少振荡以保持稳定,目前尚无定论。
电压跟随器也不例外。
(fig1.)运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相,即,当负输入端的印加电压引起输出增大时,运算放大器能够相应地使增加的电压降低。
不过,运算放大器的输入端和输出端的相位总有差异。
当输出和输出之间的相位相差180°时,负输入与正输入正好相同,原本应该减少的输出却得到了增强。
(成为正反溃的状态。
)如果在特定频段陷入这一状态,并且仍然保持原有振幅,那么该输出频率和振荡状态将一直持续下去。
fig1.电压跟随器和反馈环路2.输入输出端出现相位差的主要原因其原因大致可分为两种:1,由于运算放大器固有的特性2,由于运算放大器以外的反馈环路的特性2.1.运算放大器的特性fig2a及fig2b分别代表性地反映了运算放大器的电压增益—频率特性和相位—频率特性。
数据手册中也有这两张曲线图。
如图所示,运算放大器的电压增益和相位随频率变化。
运算放大器的增益与反馈后的增益(使用电压跟随器时为0db)之差,即为反馈环路绕行一周的增益(反馈增益)。
如果反馈增益不足1倍(0db),那么,即使相位变化180o,回到正反馈状态,负增益也将在电路中逐渐衰减,理论上不会引起震荡。
反而言之,当相位变化180o后,如频率对应的环路增益为1倍,则将维持原有振幅;如频率对应的环路增益为大于1倍时,振幅将逐渐发散。
在多数情况下,在振幅发散过程中,受最大输出电压等非线性要素的影响,振幅受到限制,将维持震荡状态。
为此,当环路增益为0db时的频率所对应的相位与180o之间的差是判断负反馈环路稳定性的重要因素,该参数称为相位裕度。
(fig2b.)如没有特别说明,单个放大器作为电压跟随器时,要保持足够相位裕度的。
注:数据手册注明「建议使用6db以上的增益」的放大器,不可用作电压跟随器。
运放电压跟随器原理

运放电压跟随器原理
运放电压跟随器是一种基于运算放大器的电路,其主要功能是将输入信号的电压完全复制到输出端,实现电压的跟随。
运放电压跟随器由一个运放电路组成,通常由一个差分输入级、一个共模输入级和一个输出级构成。
运放电压跟随器的原理是利用运放的差分放大特性来实现输入电压与输出电压的完全一致。
当输入信号施加到差分输入级时,差分输入级会将信号放大,然后将其传递到输出级,再经过输出级的放大,以确保输出电压与输入电压一致。
共模输入级的作用是提供稳定的工作点,增强对输入信号的跟随能力。
实际应用中,运放电压跟随器常用于信号传输、电压匹配和缓冲放大等场合。
其优点是输入阻抗高、输出阻抗低,能够减小负载对输入信号的影响,并确保信号传输的准确性和稳定性。
同时,由于运放电压跟随器能够提供大的放大倍数,也可用于放大微弱信号。
需要注意的是,在实际应用中,为了达到最佳的跟随效果,需要根据具体的应用需求选择合适的运放电路和元件,并进行适当的参数调整和补偿。
巧用LM324运放搭建电压跟随器

巧用LM324运放搭建电压跟随器LM324四运算放大器要怎么样搭建电压跟随器呢?下面我们用简单的几个范例与电压跟随器电路图与大家讲解下。
示例一:首先是把LM324两个输入端短接,输出有1个mv左右。
但是这个电路有个问题,就是电压跟随器的跟随电压与输入电压之间有着少量的误差值,大概是输出比输入大400mv这样子。
还有5V供电的,当输出端输出值达到3.9v就不能输入端再提升电压输出端也不会再升高了。
示例二:我们先用LM324电压跟随器做一个简略的草图,图片如下所示:上面这个线路图,其实就说明了im324电压跟随器在设计的电路需要非常专业的电子知识才能完成,本文中下面介绍的可以看到当信号在10K以内(-3DB),特性还算可以,10k以后,运放特性急剧下降。
导致波形失真。
另外,这个运放的摆率是0.3V/us。
当输入信号VPP是10MS是输出放大1000倍,其峰值是5V。
由SR=2f*v。
可得f在10K左右。
再一次说明了上述出现的问题,说明了如果电压的板子测试BG,则这个是不通过的如图:这lm324电压跟随器的电压图有个特点内部频率补偿直流电压增益高(约100dB) 电源电压范围宽:单电源(332V) 双电源(1.516V) OPA637,至于参数什么的就不说了,看价格就知道差距了,做的放大电路感觉很简单,做出来效果也很不错。
但今天用了不到1块钱的片子做就感觉问题多。
后来我请教了一个做lm324电压跟随器的朋友,他告诉我应该先把电源安装上电调试,如果是信号又变形了,到50K的时候几乎成斜三角。
那么就应该加大电阻电容的量,这样才能完全形成一个正在的电压跟随器。
至于LM324电压跟随器要怎么做,选择那一套方案比较行之有效,问题解决方法比较简单易行,就看你的选择了。
用运放构成电压跟随器应注意的几问题

题外话:用运放构成电压跟随器的电路,传统教科书仅是简单的把输出和反相输入端连接起来完事儿(如图一),而实际电路要复杂的多,稳定性问题不可忽视!本文是在一家日本IC厂家网站上找到的,希望对实际应用有一点帮助。
(电压跟随器,顾名思义,就是输出电压与输入电压是相同的,就是说,电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。
电压跟随器的显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。
输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低。
在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。
因为,电压放大器的输出阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输入阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。
在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲。
起到承上启下的作用。
应用电压跟随器的另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容的容量可以大幅度减小,为应用高品质的电容提供了前提保证。
电压跟随器的另外一个作用就是隔离,在HI-FI电路中,关于负反馈的争议已经很久了,其实,如果真的没有负反馈的作用,相信绝大多数的放大电路是不能很好的工作的。
但是由于引入了大环路负反馈电路,扬声器的反电动势就会通过反馈电路,与输入信号叠加。
造成音质模糊,清晰度下降,所以,有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路,试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。
但是,由于放大器的末级的工作电流变化很大,其失真度很难保证。
)图一Q. 用电压跟随器使运算放大器保持稳定,须注意哪些问题A:对于采用负反馈的放大电路,如何减少振荡以保持稳定,目前尚无定论。
电压跟随器也不例外。
(Fig1.)运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相,即,当负输入端的印加电压引起输出增大时,运算放大器能够相应地使增加的电压降低。
不过,运算放大器的输入端和输出端的相位总有差异。
当输出和输出之间的相位相差180°时,负输入与正输入正好相同,原本应该减少的输出却得到了增强。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
用运放构成电压跟随器的电路,传统教科书仅是简单的把输出和反相输入端连接起来完事儿(如图一),而实际电路要复杂的多,稳定性问题不可忽视!本文是在一家日本IC厂家网站上找到的,希望对实际应用有一点帮助。
(电压跟随器,顾名思义,就是输出电压与输入电压是相同的,就是说,电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。
电压跟随器的显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。
输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低。
在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。
因为,电压放大器的输出阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输入阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。
在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲。
起到承上启下的作用。
应用电压跟随器的另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容的容量可以大幅度减小,为应用高品质的电容提供了前提保证。
电压跟随器的另外一个作用就是隔离,在HI-FI电路中,关于负反馈的争议已经很久了,其实,如果真的没有负反馈的作用,相信绝大多
数的放大电路是不能很好的工作的。
但是由于引入了大环路负反馈电路,扬声器的反电动势就会通过反馈电路,与输入信号叠加。
造成音质模糊,清晰度下降,所以,有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路,试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。
但是,由于放大器的末级的工作电流变化很大,其失真度很难保证。
)
图一
Q. 用电压跟随器使运算放大器保持稳定,须注意哪些问题?
A:对于采用负反馈的放大电路,如何减少振荡以保持稳定,目前尚无定论。
电压跟随器也不例外。
运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相,即,当负输入端的印加电压引起输出增大时,运算放大器能够相应地使增加的电压降低。
不过,运算放大器的输入端和输出端的相位总有差异。
当输出和输出之间的相位相差180°时,负输入与正输入正好相同,原
本应该减少的输出却得到了增强。
(成为正反溃的状态。
)如果在特定频段陷入这一状态,并且仍然保持原有振幅,那么该输出频率和振荡状态将一直持续下去。
2. 输入输出端出现相位差的主要原因
其原因大致可分为两种:
1,由于运算放大器固有的特性
2,由于运算放大器以外的反馈环路的特性
2.1. 运算放大器的特性
Fig2a 及Fig2b分别代表性地反映了运算放大器的电压增益—频率特性和相位—频率特性。
数据手册中也有这两张曲线图。
如图所示,运算放大器的电压增益和相位随频率变化。
运算放大器的增益与反馈后的增益(使用电压跟随器时为0dB)之差,即为反馈环路绕行一周的增益(反馈增益)。
如果反馈增益不足1倍(0dB),那么,即使相位变化180o,回到正反馈状态,负增益也将在电路中
逐渐衰减,理论上不会引起震荡。
反而言之,当相位变化180o后,如频率对应的环路增益为1倍,则将维持原有振幅;如频率对应的环路增益为大于1倍时,振幅将逐渐发散。
在多数情况下,在振幅发散过程中,受最大输出电压等非线性要素的影响,振幅受到限制,将维持震荡状态。
为此,当环路增益为0dB时的频率所对应的相位与180o之间的差是判断负反馈环路稳定性的重要因素,该参数称为相位裕度。
如没有特别说明,单个放大器作为电压跟随器时,要保持足够相位裕度的。
注:数据手册注明「建议使用6dB以上的增益」的放大器,不可用作电压跟随器。
2.2. 运算放大器周边电路对反馈环路的影响
在实际应用中,构成电压跟随器并非象Fig1.那样简单地将输入端和输出端直接连接在一起。
至少输出端是与某个负载连接在一起的。
因此,必须考虑到该负载对放大器的影响。
例如,如Fig3.所示,输出端和接地之间接电容时,这一容量与运算放大器的输出电阻构成的常数造成相位滞后。
(Fig2b.所示之状态可能变化为Fig2c所示之状态)这时,环路增
益在输出电阻和C的作用下降低。
同时,相位和增益之间不再有比例关系,相位滞后成为决定性因素,使反馈环路失去稳定,最糟糕时可能导致震荡。
单纯地在输出端和接地之间连接电容,构成电压跟随器时,每种运算放大器之间的稳定性存在差异。
Fig4.为输入端需要保护电阻的运算放大器可能发生的问题。
为解决Fig3.出现的问题,可采用Fig5.(a)、(b)所示之方法。
(a)图中插入R,消除因CL而产生的反馈环路相位滞后。
(在高频区,R作为运算放大器的负荷取代了CL而显现出来。
)(b)则用C1来消除CL造成的相位滞后。
为解决Fig4.的问题,则可在输入保护电阻上并联一个尺寸适当的电容。
一般被叫做“输入电容取消值”的近似值约为10pF~100pF。