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运算放大器类型分析和经典电路分享

作者:时间:2018-09-13来源:网络收藏

  我将在实际工作中我经常运用到的运放电路推荐给大家;其应用领域已经延伸到汽车电子、通信、消费等各个领域,并将在未来技术方面扮演重要角色。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201809/391847.htm

  首先运算其按参数可分为如下几种:

  通用型运算

  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。

  低温漂型运算

  在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算的失调电压要小且不随温度的变化而变化。

  高阻型运算

  特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid>1GΩ~1TΩ,IB为几皮安到几十皮安。

  高速型运算

  主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。

  低功耗型运算

  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、低功率消耗的运算相适用。

  高压大功率型运算:运算的输出电压主要受供电电源的限制。

  可编程控制运算

  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,就必须改变运算得放大倍数。

  我们关键的几个关键参数问题!

  1.低功耗的需求?

  2.低噪声的需求?

  3.高精度的需求?(较低的失调电压)

  4.高速的需求?(运放的带宽高,跟运放的带宽要求相关)

  5.压摆率的需求?(1V/uS以上)跟运放的带宽相关,速率高—压摆率高!

  6.几个通道的需求?(单通道或双通道)

  7.是否需要轨对轨?(信号的失真性小,信号可满摆幅输出!)

  8.失调电压的需求?(是否5mV以内)

  9.通用运放主要指标

  GBW在1MHz左右

  失调电压 > 5mV

  压摆率为1V/?S以上

  Railto Rail概念

  A.输入失调电压VOS(input offsetvoltage)输入电压为零时,将输出电压除以电压增益,即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称性的指标。

  说明:失调电压越低,运放性能指标就越高,其内部的对称性指标就越好。

  B.压摆率SR(Slew rate)其特征参数数据越高运放的性能也越优越。表征其工作时的响应速度,输出电压的响应速度能快速跟踪输入电压的性能指标。

  说明:压摆率越高越好,其输出电压的响应速度会越快。

  C.电压/电流噪声eN(@1KHz)(Voltage Noise)其特征参数越大越好。进行运算放大时其背景噪声的干扰会越小。

  说明:电压/电流的噪声电压越小越好。其输出放大的背景噪声就越小。有用信号更容易取得。

  D.谐波失真THD(total harmonic distortion)其百分数越低越好。表征其输出信号对比输入信号的失真度情况。

  说明:THD值越低越好,表明其输出波形的相似度等级。

  常用OP-运放电路设计应用如下:

  1.InverterAmp.反相位放大电路:

  放大倍数为Av=R2/R1但是需考虑规格之Gain-Bandwidth数值。

  R3=R4提供1/2电源偏压

  C3为电源去耦合滤波

  C1,C2输入及输出端隔直流

  此时输出端信号相位与输入端相反

  2、Non-inverterAmp.同相位放大电路:

  放大倍数为Av=R2/R1

  R3=R4提供1/2电源偏压

  C1,C2,C3为隔直流

  此时输出端信号相位与输入端相同

  3、Voltagefollower缓冲放大电路:

  O/P输出端电位与I/P输入端电位相同

  单双电源皆可工作

  4、Comparator比较器电路:

  I/P电压高于Ref时O/P输出端为Logic低电位

  I/P电压低于Ref时O/P输出端为Logic高电位

  R2=100*R1用以消除Hysteresis状态,即为强化O/P输出端,Logic高低电位差距,以提高比较器的灵敏度

  (R1=10K,R2=1M)

  单双电源皆可工作

  5、Square-waveoscillator方块波震荡电路:

  R2=R3=R4=100K

  R1=100K,C1=0.01uF

  Freq=1/(2π*R1*C1)

  6、Pulsegenerator脉波产生器电路:

  R2=R3=R4=100K

  R1=30K,C1=0.01uF,R5=150K

  O/P输出端OnCycle=1/(2π*R5*C1)

  O/P输出端OffCycle=1/(2π*R1*C1)

  7、Activelow-passfilter有源低通滤波器电路:

  R1=R2=16K

  R3=R4=100K

  C1=C2=0.01uF

  放大倍数Av=R4/(R3+R4)

  Freq=1KHz

  8、Activeband-passfilter有源带通滤波器电路:

  R7=R8=100K,C3=10uF

  R1=R2=390K,C1=C2=0.01uF

  R3=620,R4=620K

  Freq=1KHz,Q=25

  9、High-passfilter高通滤波器电路:

  C1=2*C2=0.02uF,C2=0.01uF

  R1=R2=110K

  6dBLow-cutFreq=100Hz

  10、Adj.Q-notchfilter频宽可调型滤波器电路:

  R1=R2=2*R3

  C1=C2=C3/2

  Freq=1/(2π*R1*C1)

  VR1调整负回授量,越大则Q值越低。(表示频带变宽,但是衰减值相对减少。)

  R1,R2,R3,C1,C2,C3为Twin-Tfilter结构。

  11、Wien-bridgeSine-waveOscillator文桥正弦波震荡电路:

  R1=R2,C1=C2

  R3与D1,D2Zener产生定点压负回授

  Freq=1/(2π*R1*C1)

  D1与D2可使用Lamp效果更佳(产生阻抗负变化系数)

  12、Peakdetector峰值检知器电路:(范例均为正峰值检知)

  本电路仅提供思维参考用(右方电路具放大功能)

  Eo=Ei*(R4+R3)/R3

  S1为连续取样开关,因应峰值不断的变化。

  13、Positive-peakdetector正峰值检知器电路:

  R1=1K,R2=1M,C1=10uF

  只有在I/P电位高于OP-端电位时,才能使Q1导通,O/P电位继续升高.

  正峰值必须低于电源正值,所得数据为最高值。

  14、Negative-peakdetector负峰值检知器电路:

  R1=1M,C1=10uF

  只有在I/P电位低于OP-端电位时,O/P电位继续降低.

  负峰值必须高于电源负值,所得数据为最高值。

  15、RMS(Absolutevalue)detector绝对值检知器电路:

  不论I/P端极性为何,皆可由O/P端输出,若后端再接上正峰值检知器电路,即可取得RMS数值。



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