运放使用指南精品文档运放使用指南1、 反相放大器(The Inverting Amplifier )基本反相放大器电路如图1所示其中,R2Ri “，R3Ri II R2，当昱的数值远&小于op开环增益时，这个数值就是反相放大器的增益，运算放大器的输入阻抗就是R的在设计时要注意的是：R3的阻值应该等于R1和R2的并联阻值，以减小输值，闭环增益带宽单位增益带宽1闭环增益输入失调电压 闭环增益运入偏置电流所带来的失调电压 输出失调电压放输入端失调电压的主要来源是偏置电流(In put bias curre n)和输入失调电压(In put offest voltage)对于一个给定的op，输入失调电压就已经确定了，但是由于输入失调电流所带来的失调电压与所采用的电路的结构有关系为了在 不使用使调整电路的情况下，减小输入偏置电流所带来的失调电压，应该使得 同相输入端和反相输入端对地直流电阻相等，使得由于偏置电流在输入电阻上 压降所带来的失调电压相互抵消在低内阻信号源的放大器中，op的输入失调电压将成为失调电压误差的主 要来源在高输入阻抗的情况下，失调电压可以采用 R3的阻值来调整，利用输入偏 置电流在其上的压降来对输入失调电压做补偿(即用这个得到的压降来抵消输 入失调电压)。
在交流耦合时，失调电压并不显得很重要 这时的主要问题是：失调电压 减小了输入电压峰一一峰值的线性动态范围工作范围在闭环状态下的op和其反馈网络的增益 频率特性为了实现稳定，op和反馈环路对任何频率的信号，在环路增益大于 1时的环路相移的角度绝对不能超过1800在实践上，为了达到稳定条件，相移角度 不应该接近180°对于一个给定的op放大器电路，在进行电容补偿是需要在稳定性和带宽之 间进行权衡加大补偿电容可以提高稳定性但是牺牲了放大器的增益带宽，反之亦然2、同相放大器(The Non-Inverting Amplifier )图2是高输入阻抗的同相放大器电路，其闭环放大倍数1话其3dB带宽单位增益带宽闭环增益和反相电路相比，其最大的不同点在于，其输出信号和输入信号是同相的，且其输入阻抗是相当高的，为图2同相放大器op差模输入阻抗与环路增益的乘积开环增益(环路增益 开环增益)对于图2所示电路，除了' 闭环增益7一点之外，均和反相放大器相同，在输入端悬浮的状态下，本电路的输出可能绝和，这点在要求 op输出电压范围能够达到电源电压范围的时候很重要,对补偿的讨论和反相放大器相同2、单位增益缓冲器(The Unity-Gain Buffer)收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档单位增益缓冲器如图3所示该电路在所有的放大组态电路中，具有最 高输入阻抗。
其输入阻抗为开环增益与差 模输入阻抗之积和共模输入阻抗串联其 增益误差为开环增益的倒数本电路在设 计时应注意的事项有3个：① 必须对op在单位增益状态下做补② 输出电压的摆幅可能会被op的共模范围所限制；③ 在输入超过共模范围时，有的op可能会进入阻塞状态例如，LM107单电源运放中将信号提高至寸乂的电路电路如图4所示在图4a）所示电路1图4b）可以避免上述问题另外，也可以选用高速 op,例如LM102中，C的作用是避免当调整R2时，A点直流电位随之变化图4b）所示电路中，C.是 用来阻止电路产生直流放大，电路只对交流 产生放大作用收集于网络，如有侵权请联系管理员删除图4c）Av 単，Ra R1 || R2R2图4c）所示电路中，Av 1R2R1100Kor2Impe ndan ce= -，formi nimum error dueR1To in put bias curre nt.精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除衰减（输出电压小于输入电压）电路由运放组成的双电源供电的反向衰减器如图 5a）所 示，由单电源供电的反向衰减器如图 5b）在电路 中，R2要小于Ri，但这种方法是不被推荐的，因为 很多运放是不适宜工作在放大倍数小于 1的情况， 正确的连接方法如图6a）、6b）所示，图6a）所图5a）双电源供电示电路为双电源供电电路，图6b）所示电路为单电源供电电路对于图6a）所示电路,R3Vo路，R3 —VL^2 (1 -°)Vi表1给出了单电源供电情况下,R阻值所产生的不同等Vo，对于图6b）所示电V oVi级衰减，对于表中没有的阻值，可以用VoVi (1 Vo)Vi)来计算。
表1不同衰减等级的R的阻值dBVo V?R01.00-0.50.94418.4383-10.89134.0977-20.79430.9311-3.010.70711.2071-3.520.66671.0000-40.63100.8549-50.56230.6424-60.50120.5024-70.44670.4036-80.39810.3307-90.35480.2750-9.540.33330.2500-100.31620.2312-120.25120.1667-13.980.20000.1250-150.17780.1081-15.560.16670.1000-16.900.14290.0833-200.10000.05556-250.05620.02979-300.03160.01633-400.0100.005051Note：-”表示衰减如果表1中有值，按一下方法处理:1、为Rf和Rin在1k到100k之间选择一个值，以该值作为基础值;2、 将Rin除以2,得到Rna和Rinb3、 将基础值分别乘以1或者2,就得到了 Rf、Rina、Rinb如图6所示在表1中，给R选择一个合适的比例因子，然后将它乘以基础值。
例如，20如果Rf选20k ，Rina和Rinb就是一 10k ，那么用12.1k的电阻就可以2得到-3dB的衰减图7中所示的同相电路，也可以作为电压衰减器和同相缓冲器使用Vi图8所示的电路是一个对电容进行反向操作的电路，用来模拟电感电感会抵制电流的变化，所以当一个直流电平加到电感上时，电流的上升是一个缓 慢的过程并且电感中电阻上压降就是显得尤为重要图 8所示的电路中，电感 L R1 R2 C1图8a）双电源供电o电感会更容易的让低频信号通过，它的特性正好和电容相反一个理想的电感是没有电阻的，它可以让直流电没有任何限制的通过，对频率为无穷大的 信号它有无穷大的阻抗如果直流电压突然通过电阻 R加到运放的反相输入端时，运放的输出将不会有任何变化因为这个电压通过电容 Ci也同样加到了同相输入端，运放的输出端表现出很高的阻抗，就像一个真正的电感一样随着电容Ci不断的通过电阻R2进行充电，R2上的电压不断下降，运放通过 Ri吸取电流随着电容不断的充电，最后运放的两个输入脚和输出脚上的电压 最终趋向于虚地（对于图 8 b）虚地为1/2VCC ）当电容Ci完全被充满时，电阻Ri限制了流过的电流，这就表现出一个串联 在电感的电阻。
这个串联的电阻就限制了电感的 Q值正在电感的直流电阻一 般会比模拟电感小得多模拟电感与真正的电感区别在于：1、 电感的一般连接在虚地上；2、 模拟电感的 值无法做到很高，其 值取决于串联的电阻Ri ；3、 模拟电感并不像真正的电感一样可以储存能量，真正的电感由于磁场的 作用，可以引起很多的反相尖峰电压，但是模拟电感的电压受限于运放 输出电压的摆幅，所以响应脉冲受限于电压的摆幅运放参数实际应用一、 理想运放与实际运放i理想运放① 无限的增益（Gain）；② 无限的带宽（BandWidth）;③ 无限的输入阻抗Rn ;② 无限的转换速率（SR）②0输出阻抗Ro© 0 偏置电流、电压漂移(bias current,offest Voltage Drift)⑦ 无限摆幅(voltage swing)2、实际运放① 增益=25000 to 167dB;© 带宽=1KHZ to 1GHZ© 压摆率=0.1~800V/ms© 输入阻抗=100k~10M 2~20pf©输出阻抗=1 ~1k⑥偏置电压=0.5mV©偏置电流=10pA~250uA©电压摆幅=Vcc~-Vcc©共模抑制比=50~130dB偏置电流和偏置电压决定精度(对于小信号，即直流特性偏置电压Vos 运放输入为0时，输出电压Vo偏流I os —是输入端与输出端平衡是的输入电流之差。
RfVo (1 -) Vos Rf Ios ©Rs其中I os —偏置电流，Vos —偏置电压，若R3 RS || Rfmv级信号而言)将其化入©式，得Vo Rf Ios结论：① 输出电压V中包含Vos A的误差；③高增益意味着更大的误差常用低偏流运放(Low Bias bias current Amplifiers)低偏置电流运放通常被描述为：①极低的输入偏置电流(Very low input bias current) <50pA③极高的输入阻抗(Very high in put impeda nee) >1012常用低偏流运放型号有：OPA227、OPA228、OPA335、OPA211、OPA637、OPA827、OPA129、OPA656四、带宽和压摆率决定速度(对于大信号、即Vp p 1V的信号）带宽和压摆率被称为交流特性①带宽一一增益基本不变，被测不失真时的频带宽度2)压摆率(slew-rate) 输入为阶跃信号时，最大输出变化率例如，大信号输入芯片OPA690压摆率和大信号宽带Slew Rate^maximumChange in BandWidthChangeIn time压摆率决定了对大信号的限制SR ban dwidth2 Amplitude精品文档五、运放的输入输出幅值轨至轨运放分为输入输出均是轨至轨（RRIO），例如TLV246系列及仅 输出为轨至轨（RRO），例如TLC2272，其输出可达电源幅值，但是输入需要比 电源幅值低1.5V。
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除仪表放大器1常用型号宽带型：INA系列，INA332 低噪声型：INA118、INA2128单电源轨至轨型INA122 2、仪表放大器 2 (Instrumentation Amp)Vout专用仪用放大器 典型电路如图9所 示在图9所示。