运放 耦合电容
Rail to Rail 轨对轨运算放大器

Rail to Rail 轨对轨运放传统的模拟集成器件,如运放、A/D、D/A等,其模拟引脚的电压范围一般都达不到电源,以运放为例,电源为+/-15V的运放,为确保性能(首先是不损坏,其次是不反相,最后是足够的共模抑制比),输入范围一般不要超过+/-10V,常温下也不要超过+/-12V;输出范围,负载10kohm时一般只有+/-11V,小负载电阻(600ohm)时只能保证+/-10V。
这对器件的应用带来很多不便。
rail-to-rail的器件,一般都是低压器件(+/-5V 或single +5V),输入输出电压都能达到电源(输入甚至可以超过)。
其原理上的秘诀便在于电流模+NPN/PNP互补输入结构。
rail-to-rail器件的某些设计思想,对我们自己设计电路也可以提供一些有益的思路。
现在rail-to-rail的单电源模拟器件已形成系列(如MAXIM,AD,TI等),在许多对性能(精度)要求不高的场合,我们可以考虑全部采用单+5V甚至+2.7V的模拟器件来构成我们的系统,这样模拟电路和数字电路便可以公用一个电源(不过要注意电源去耦)。
而且这类器件大量采用SOT封装,有利于设计出体积功耗都很小的产品。
rail-to-rail,即“轨至轨”,有时也称为“满摆幅”,是指输出(或输入)电压范围与电源电压相等或近似相等。
从输入方面来讲,其共模输入电压范围可以从负电源电压到正电源电压;从输出方面来讲,其输出电压范围可以从负电源电源到正电源电压。
也可以说,这是一个与供电电压密切相关的特性,对器件的输入或输出无失真动态范围有很大的影响,当ΔV 很小时(10mV--100mV),无失真动态范围最小电压为VSS+ΔV,最大值为VCC-ΔV,具有这样动态范围的运放就叫Rail to Rail运放。
理想状态下,器件的正常工作输入与输出电压范围可同时达到运放正负电源端的电压范围。
实际上,器件很难达到真正的“轨至轨”。
比较常见的“轨至轨”表现方式有,输入rail-to-rail;输入达到或超过Vee;输出比较接近rail-to-rail;在同一器件上的输入/输出实现(或接近)rail-to-rail。
运放 耦合电容

运放耦合电容
运放是一种广泛应用于电子电路中的放大器,而耦合电容则是一种常见的电容器。
在运放电路中,耦合电容的作用是将信号从一个级别传递到另一个级别,同时隔离直流信号。
这种耦合电容通常被称为直流耦合电容。
直流耦合电容的作用是将信号从一个级别传递到另一个级别,同时隔离直流信号。
在运放电路中,如果没有运用直流耦合电容,那么在一个级别的输出信号将叠加到另一个级别的偏置电压上,这会导致系统的失效。
而直流耦合电容可以隔离这些信号,从而确保系统的正确运行。
然而,耦合电容也会引入一些问题。
一般来说,耦合电容会对信号的频率响应产生影响,从而导致信号失真。
此外,耦合电容还需要正确的标定和选择,否则可能会导致电路不稳定或者产生不希望的影响。
因此,在运放电路中使用耦合电容需要注意一些问题。
首先,需要选择正确的容值和质量的耦合电容。
其次,需要考虑信号的频率响应和失真问题。
最后,需要进行正确的标定和测试,以确保电路的稳定性和性能。
总之,耦合电容在运放电路中发挥着重要的作用,但同时也需要注意一些问题。
正确选择和使用耦合电容可以确保系统的正确运行和高性能。
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退耦电容原理--具体接法--运放自激原理

退耦电容原理所谓退耦,既防止前后电路网络电流大小变化时,在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。
换言之,退耦电路能够有效的消除电路网络之间的寄生耦合。
退耦滤波电容的取值通常为47~200μF,退耦压差越大时,电容的取值应越大。
所谓退耦压差指前后电路网络工作电压之差。
如下图为典型的RC退耦电路,R起到降压作用:大家看到图中,在一个大容量的电解电容C1旁边又并联了一个容量很小的无极性电容C2原因很简单,因为在高频情况下工作的电解电容与小容量电容相比,无论在介质损耗还是寄生电感等方面都有显著的差别(由于电解电容的接触电阻和等效电感的影响,当工作频高于谐振频率时,电解电容相当于一个电感线圈,不再起电容作用)。
在不少典型电路,如电源退耦电路,自动增益控制电路及各种误差控制电路中,均采用了大容量电解电容旁边并联一只小电容的电路结构,这样大容量电解电容肩负着低频交变信号的退耦,滤波,平滑之作用;而小容量电容则以自身固有之优势,消除电路网络中的中,高频寄生耦合。
在这些电路中的这一大一小的电容均称之为退耦电容。
Re: 大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。
电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。
而一些小容量电容则刚刚相反,由于容量小,因此体积可以做得很小(缩短了引线,就减小了ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就有很小ESL 这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。
所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。
常使用的小电容为 0.1uF的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几pF,几百pF的。
而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地(这个电容叫做退耦电容,当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了。
运算放大器单电源供基本电路大全

运算放大器单电源供基本电路大全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。
运放中接电容的作用

解决办法 电容校正
运放反馈电阻并接反馈电容
接入的电容相当于并联在前一级的负载上,在中、低频时,由于容抗很大,所以这个电 容基本不起作用。高频时,由于容抗减小,使前一级的放大倍数降低,从而破坏自激振荡的 条件,使电路稳定工作。
这种校正方法实质上是将放大电路的主极点频率降低,从而破坏自激振荡的条件,所以 也称为主极点校正。
2 运放的自激震荡 OP37 等运放,在设计时,为了提高高频响应,其补偿量较小,当反馈较深时会出现自激
现象。通过测量其开环响应的 BODE 图可知,随着频率的提高,运放的开环增益会下降,如果 当增益下降到 0db 之前,其相位滞后超过 180 度,则闭环使用必然自激。
自激振荡的引起,主要是因为集成运算放大器内部是由多级直流放大器所组成,由于每 级放大器的输出及后一级放大器的输入都存在输出阻抗和输入阻抗及分布电容,这样在级间 都存在 R-C 相移网络,当信号每通过一级 R-C 网络后,就要产生一个附加相移。此外,在运 放的外部偏置电阻和运放输入电容,运放输出电阻和容性负载反馈电容,以及多级运放通过 电源的公共内阻,甚至电源线上的分布电感,接地不良等耦合,都可形成附加相移。结果, 运放输出的信号,通过负反馈回路再叠加增到 180 度的附加相移,且若反馈量足够大,终将 使负反馈转变成正反馈,从而引起振荡。
校正网络应加在时间常数最大,即极点频率最低的放大级。通常可接在前级输出电阻和 后级输入电阻都比较高的地方。
基本放大电路方案设计方案

基本放大电路方案设计方案一、引言在电子设备中,放大电路起到了对信号进行增强的作用。
为了设计一种合适的放大电路方案,我们需要考虑信号的特性,电路的增益和频率响应等因素。
二、概述本设计方案旨在设计一种基本放大电路方案,以实现对输入信号的放大并输出增强后的信号。
下面将详细介绍该方案的设计要点和步骤。
三、电路设计1. 选择器件根据放大电路的需求,选择适用的放大器件。
常用的放大器件包括晶体管、运放等。
在选择过程中,需要考虑器件的增益、功耗和成本等因素。
2. 放大电路拓扑根据放大器件的特性,选择合适的电路拓扑结构。
常见的放大电路拓扑包括共射/共源放大电路、共集/共漏放大电路等。
不同的拓扑结构在增益、输入/输出阻抗等方面具有不同的特性,需要根据实际需求进行选择。
3. 偏置电路设计为了保证放大器件能够正常工作,需要设计偏置电路来提供稳定的工作点。
偏置电路通常包括电压分压器、电流源等元件,通过合适的电路设计来为放大器件提供所需的偏置电压和偏置电流。
4. 耦合与解耦电容设计在放大电路中,耦合电容和解耦电容的设计是非常重要的。
耦合电容用于传递信号,解耦电容则用于提供稳定的电源。
通过合适的电容数值选择和布局,可以实现对信号的准确放大和降噪处理。
5. 反馈电路设计反馈电路对于放大电路的稳定性和线性度有着重要的影响。
选择合适的反馈电路可以降低非线性失真,并提高放大电路的性能。
常用的反馈结构包括电压反馈和电流反馈,需要根据实际情况进行选择。
6. 频率补偿对于放大电路而言,频率响应是一个重要的指标。
为了实现平坦的幅频特性,可以采用补偿电路来对电路进行频率调整。
根据放大电路的频率特性,选择适当的补偿电路来实现频率响应的要求。
四、仿真与调试完成放大电路的设计后,需要进行仿真和调试来验证电路性能。
通过电路仿真软件,如SPICE等,可以模拟实际电路的工作情况,通过调整参数来得到最佳的性能。
五、实际制作与测试在确认电路设计无误后,可以进行电路的实际制作与测试。
运放的单电源供电与双电源供电的区别word版本

运放的单电源供电与双电源供电的区别运放作为模拟电路的主要器件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。
首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。
但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。
具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则最好选择正负双电源供电,否则输入信号幅度较小时,可能无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。
要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。
而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。
具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。
然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in 是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。
有极电解电容 作耦合

有极电解电容作耦合有极电解电容作耦合的原理与应用导语:有极电解电容作为一种常见的电子元件,其作用与应用非常广泛。
本文将重点介绍有极电解电容作耦合的原理和应用,包括其在信号传输、音频放大和功放电路中的作用,以及由于极性问题所带来的注意事项。
一、有极电解电容的原理有极电解电容是一种利用电解质溶液的电离性能制成的电容器。
其结构由两个极板、电解质和液体组成。
当电解质溶液中的阳离子和阴离子在电场作用下向极板上运动时,会形成一层电解质膜,从而产生电容效应。
有极电解电容通常分为两种类型:铝电解电容和钽电解电容。
铝电解电容是较为常见和应用广泛的一种,其优点是成本低、容量大、工作电压范围宽。
而钽电解电容则具有更高的工作电压和稳定性,适用于一些对电容器品质要求较高的场合。
二、有极电解电容作耦合的作用有极电解电容作耦合在电子电路中起到连接不同电路阶段的作用。
具体而言,它可以传递信号、滤除直流分量、隔离不同阶段的直流偏置电压和共模信号等。
1. 传递信号有极电解电容能够将输入信号的交流分量传递到输出端,而将直流分量阻隔。
这是由于有极电解电容的特性使得交流信号能够通过电解质而直流信号被阻隔。
2. 滤除直流分量直流通过有极电解电容时会在电容两端形成稳定的直流电压,但交流信号则能通过电容而不被限制。
有极电解电容可用来滤除直流分量,使信号更纯净。
3. 隔离不同阶段的直流偏置电压和共模信号在放大电路中,不同阶段可能存在直流偏置电压和共模信号。
通过使用有极电解电容作耦合,可以有效地隔离这些信号,使得各阶段之间不会相互干扰。
三、有极电解电容作耦合的应用举例有极电解电容作耦合在实际电子电路中应用广泛,下面举几个例子来说明其具体应用。
1. 信号放大电路在放大电路中,为了实现信号的放大与滤波作用,常常使用有极电解电容作耦合。
它可以将输入信号中的交流成分传递到下一级放大电路,而抑制直流分量。
2. 播放器音频输出音频播放器的输出阶段通常采用功放电路来放大信号,而有极电解电容则常用于不同级的耦合连接。
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运放耦合电容
运放是指运算放大器,是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。
它通常被用于信号
放大、滤波、正负输入的功率放大、计算、积分等操作。
在实际应用中,运放还可以应用
于振荡电路、比较电路、电压控制振荡器等。
运放通常由三个部分组成:输入级、输出级和反馈电路。
输入级通常被设计成高阻抗,以减少信号源对电路的干扰。
输出级通常是一对功率放大器,它们可以以高功率输出放大
后的信号,并驱动负载。
反馈电路通常用于控制放大器的放大倍数,提高电路的稳定性和
精度。
接下来,我们将介绍一种常用的耦合电容电路,它可以将AC信号从运放的输出级传递到下一个电路阶段而不影响DC电压。
这个电路通常被称为耦合电容器,简称为AC耦合。
具体地说,在运放电路中,输入电容器和输出电容器通常被用于建立AC耦合。
其中,输入电容器用于将信号引入运放,输出电容器用于将信号引出运放。
这两个电容器通常被
设计为比较大的值,以确保它们在信号频率下是一个开路,同时在满足采样定理的前提下,也可以提高电路的频带宽度。
AC耦合电路的好处在于它可以防止运放的输入和输出级之间的DC偏移电压影响到后
面的电路阶段。
这个偏移电压通常是由于运放的不稳定性、温度变化、电源电压波动等因
素产生的。
如果没有耦合电容器,这个偏移电压会被传递到后面的电路中,导致电路工作
不稳定。
而通过加入AC耦合电容,可以隔离DC偏移电压,只传输重要的AC信号,从而提高电路的稳定性和精度。
除了AC耦合电容器,还有一种常用的耦合电容电路,它被称为DC耦合电容器。
与AC 耦合器不同,DC耦合器是用于传输整个信号,包括DC偏移电压。
这个电路通常被用于传
输信号到要求直流稳定的场合,例如驱动功放的信号放大器等。
总之,运放和耦合电容器是电子电路中非常重要的元件,它们可以用于控制电路的放
大倍数,提高电路的精确度和稳定性。
如果您想要深入了解运放和耦合电容器的原理,请
继续学习电子电路的相关知识,欢迎您的加入!。