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运放有哪些重要的参数指标?选择运放时要看那些参数?

发布时间:2019-06-07 06:27 来源:未知 编辑:admin

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  其中主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温

  漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移(简称输入失调电流

  温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、

  主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等

  展开全部【运放的主要参数】集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标。

  (1)输入失调电压VIO:输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个 输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。对于精密运放,输入失调电压一般在 1mV以下。输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。

  (2)输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)αVIO:输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内, 输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。

  (3)输入偏置电流IIB:输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其 两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于1nA。

  (4)输入失调电流IIO:输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其 两输入端偏置电流的差值。输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响,特别是运放 外部采用较大的电阻(例如10k或更大时),输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小,直流放大时中间零点偏移越 小,越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。

  (5)输入失调电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂):输入偏置电流的温度漂移定义为在给定的温度范围内, 输入失调电流的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电流的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。输入失调电流温漂一般只是在精密运放参数中给出,而且是在用以直流信号处理或是小信号处理时才需要关注。

  (6)差模开环直流电压增益:差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时, 运放输出电压与差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大,大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在 80~120dB之间。实际运放的差模开环电压增益是频率的函数,为了便于比较,一般采用差模开环直流电压增益。

  (7)共模抑制比:共模抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放差模增益与共模增益的比值。共模抑制比是一个极为重要的指标,它能够抑制差模输入==模干扰信 号。由于共模抑制比很大,大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的共模抑制比在80~120dB之间。

  (8)电源电压抑制比:电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放输 入失调电压随电源电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。目前电源电压抑制比只能做到80dB左右。所以用作直流信号处理或是小 信号处理模拟放大时,运放的电源需要作认真细致的处理。当然,共模抑制比高的运放,能够补偿一部分电源电压抑制比,另外在使用双电源供电时,正负电源的电源电压抑制比可能不相同。

  (9)输出峰-峰值电压:输出峰-峰值电压定义为,当运放工作于线性区时,在指定的负载下,运放在当前大电源电压供电时,运放能够输出的最大电压幅度。除低压运放外,一般运放的输出输出峰-峰值电压大于±10V。一般运放的输出峰 -峰值电压不能达到电源电压,这是由于输出级设计造成的,现代部分低压运放的输出级做了特殊处理,使得在10k负载时,输出峰-峰值电压接近到电源电压 的50mV以内,所以称为满幅输出运放,又称为轨到轨(raid-to-raid)运放。需要注意的是,运放的输出峰-峰值电压与负载有关,负载不同,输 出峰-峰值电压也不同;运放的正负输出电压摆幅不一定相同。对于实际应用,输出峰- 峰值电压越接近电源电压越好,这样可以简化电源设计。但是现在的满幅输出运放只能工作在低压,而且成本较高。

  (10)最大共模输入电压:最大共模输入电压定义为,当运放工作于线性区时,在 运放的共模抑制比特性显著变坏时的共模输入电压。一般定义为当共模抑制比下降6dB 是所对应的共模输入电压作为最大共模输入电压。最大共模输入电压限制了输入信号中的最大共模输入电压范围,在有干扰的情况下,需要在电路设计中注意这个问题。

  (11)最大差模输入电压:最大差模输入电压定义为,运放两输入端允许加的最大输入电压差。当运放两输入端允许加的输入电压差超过最大差模输入电压时,可能造成运放输入级损坏。

  (1)开环带宽:开环带宽定义为,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。这用于很小信号处理。

  (2)单位增益带宽GB:单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下, 将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增以后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。这用于小信号处理 中运放选型。

  (3)转换速率(也称为压摆率)SR:运放转换速率定义为,运放接成闭环条件下,将一个大 信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间,运放的输入级处于开关状态,所以运放的反馈回路不起作用,也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标,对于一般运放转换速率SR=10V/μs,高速运放的转换速率 SR10V/μs。目前的高速运放最高转换速率SR达到 6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。

  (4)全功率带宽BW:全功率带宽定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益 为1倍条件下,将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端,使运放输出幅度达到最大(允许一定失真)的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地,全功率带宽=转换速率/2πVop(Vop是运放的峰值输出幅度)。全功率带宽是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。

  (5)建立时间:建立时间定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为 1倍条件下,将一个阶跃大信号输入到运放的输入端,使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。由于是阶跃大信号输入,输出信号达到给定值后会出现一定抖动,这个抖动时间称为稳定时间。稳定时间+上升时间=建立时间。对于不同的输出精度,稳定时间有较大差别,精度越高,稳定时间越长。建立时间是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。

  (6)等效输入噪声电压:等效输入噪声电压定义为,屏蔽良好、无信号输入的的运放,在其输出端产生的任何交流无规则的干扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时,就称为运放输入噪声电压(有时也用噪声电流表示)。对于宽带噪声,普通运放的输入噪声电压有效值约10~20μV。

  (7)差模输入阻抗(也称为输入阻抗):差模输入阻抗定义为,运放工作在线性区时,两输入端 的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容,在低频时仅指输入电阻。一般产品也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧;场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。

  (8)共模输入阻抗:共模输入阻抗定义为,运放工作在输入信号时(即运放两输入端输入同一个信号),共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下,它表现为共模电阻。通常,运放的共模输入阻抗比差模输入阻抗高很多,典型值在108欧以上。

  (9)输出阻抗:输出阻抗定义为,运放工作在线性区时,在运放的输出端加信号电压,这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。这个参数在开环测试。

  【选择运放主要看的参数】设计者必须综合考虑设计目标的信号电平,闭环增益,要求精度,所需带宽,电路阻抗,环境条件及其他因素,并把设计要求的性能转换成运放的参数,建立各个参数的取值以及它们随温度、时间、电流电压等变化的范围。

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