op放大器电路图设计
运算放大器讲解
运算放大器OP讲解何希见青岛博晶微电子科技有限公司档案号:运算放大器OP讲解1.理想opFigure1a.虚地(v+=v-)、虚短(i+=i-=0)b.差模输入Vid、共模输入Vic。
Vid=V1-V2; Vic=(V1+V2)/2; V1=Vic+Vid/2, V2=Vic-Vid/2;c.输入电阻、输出电阻、输出电容、负载电阻。
输出电阻决定OP的放大倍器和输出极点位置。
d.Sp中定义理想OP的模型.subckt op O P NE1 O 0 P N 100000 MAX=5V MIN=0VRIN P N 10MEG.ends2.op的分类a.按级类分可分为一级或二级或三级,最后一级是输出级。
如果输出级能push和pull电流,则称之为class B op。
如果输出级仅有source或sink电流称之为class A op。
而每一级可分为V-V放大、I-V放大、V-I放大、I-I放大,这4种分类如下图所示:Figure2Figure3b.按输出端分可分为:单端输出和双端差分输出。
c.Av 输出幅度Speed 功耗noise这4种结构线路图如下所示:(1) 套筒式共源共栅运放(2) 折叠式共源共栅运放(3)二级运放(4) 增益提高运放Figure4现简单分析这4种运放:(1)套筒式共源共栅运放(a). Av=gm1.Rout, Rout=Routp||Routn=(gm5*rds5*rds6) || (gm3*rds3*rds1).(b). 它有4个极点,这4个极点从0Hz开始的顺序是:P1=-1/(Rout*CL)为主极点,P2=-gm8/Cgate8,P3=-gm5/Csoure5,P4=-gm3/Csoure3。
在补偿频率相位时只要CL足够大,就会让p2变为GB。
这样相位补偿PM=45度(c). 输出电压range为:V on1+V on3+Vp<Vout<VDD-(V on5+V on6),Vp为m1,m2的source当IDC恒流时的最小电压。
op放大电路设计
op放大电路设计
OP放大电路是电子学中重要的一种电路设计,它可以放大低电平信号、起到信号转换和滤波的功能,广泛应用于诸多电子设备。
此外,它也可以很好地表现出低频模拟信号的反应性能,亦可使用于开关电源等高频电路中。
OP放大电路的设计应重点考虑的因素有:输入阻抗、流过放大电路的信号的放大系数和滤波一起考虑、低频特性及抖动特性;以及在设计时应注意的基本原则和控制参数。
首先,OP放大电路的设计应从输入阻抗入手:输入阻抗要尽可能低,保证被放大信号的电压水平;放大倍数主要由输入阻抗与负载电阻之间的比值决定,负载电阻太高,输入电流也会较大,因此放大倍数也相应地减小。
其次,OP放大电路的放大系数和滤波也应考虑:放大系数指的是放大电路能够放大输入信号的倍数,而滤波要考虑其频率、增益、均衡以及动态范围等;最后,OP放大电路的低频特性及抖动特性也应考虑:低频特性涉及到放大器的增益带宽比、死区响应、抗衰减和门控电路;抖动特性则主要由放大器的抗抖动能力决定。
此外,在设计OP放大电路时也有一些基本原则及控制参数诸如电源电压、负载、信噪比、通道数量等,这些基本原则及控制参数也必须予以重视:电源电压要保证足够的功率输出;负载要尽可能让电路的放大系数尽可能高;信噪比要尽可能高;通道数量要满足设计需求。
OP放大电路设计具有一定的复杂性,但通过正确地掌握基本原
理,以及重视相关特性及参数,就能够设计出可靠性、效率高、稳定性良好的OP放大电路。
常用运算放大器电路 (全集)
常用运算放大器电路(全集)下面是[常用运算放大器电路(全集)]的电路图常用OP电路类型如下:1. Inverter Amp. 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-inverter Amp. 同相位放大电路:放大倍数为Av=R2 / R1R3 = 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. Voltage follower 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=10 K, R2=1 M)单双电源皆可工作5. Square-wave oscillator 方块波震荡电路:R2 = R3 = R4 = 100 KR1 = 100 K, C1 = 0.01 uFFreq = 1 /(2π* R1 * C1)6. Pulse generator脉波产生器电路:R2 = R3 = R4 = 100 KR1 = 30 K, C1 = 0.01 uF, R5 = 150 KO/P输出端On Cycle = 1 /(2π* R5 * C1)O/P输出端Off Cycle =1 /(2π* R1 * C1)7. Active low-pass filter 主动低通滤波器电路:R1 = R2 = 16 KR3 = R4 = 100 KC1 = C2 = 0.01 uF放大倍数Av = R4 / (R3+R4)Freq = 1 KHz8. Active band-pass filter 主动带通滤波器电路:R7 = R8 = 100 K, C3 = 10 uFR1 = R2 = 390 K, C1 = C2 = 0.01 uFR3 = 620, R4 = 620KFreq = 1 KHz, Q=259. High-pass filter 高通滤波器电路:C1 = 2*C2 = 0.02 uF, C2 = 0.01 uFR1 = R2 = 110 K6 dB Low-cut Freq = 100 Hz10. Adj. Q-notch filter 频宽可调型滤波器电路:R1 = R2 = 2 * R3C1 = C2 = C3 / 2Freq = 1 /(2π* R1 * C1)VR1调整负回授量, 越大则Q值越低。
运算放大器原理图
运算放大器原理图运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种重要的电子元件,它在电子电路中起着非常重要的作用。
本文将介绍运算放大器的原理图及其工作原理。
首先,让我们来了解一下运算放大器的基本结构。
运算放大器通常由一个差分输入级、一个级联放大器和一个输出级组成。
差分输入级通常由两个输入端和一个差分放大器组成,级联放大器由多个级联的放大器组成,输出级则是一个输出放大器。
运算放大器的电路图如下所示:(插入运算放大器原理图)。
在实际应用中,运算放大器通常用来放大电压信号、求和、差分运算、积分、微分等。
运算放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益、宽带宽等特点,可以实现很多复杂的电路功能。
运算放大器的工作原理是基于反馈原理的。
在运算放大器的反馈电路中,通过外部连接的电阻、电容等元件,将部分输出信号反馈到输入端,从而实现对输出信号的控制。
通过控制反馈电路的参数,可以实现对运算放大器的增益、频率特性等进行调节。
另外,运算放大器还有一些常见的特性,比如输入偏置电流、输入偏置电压、共模抑制比、噪声等。
这些特性对于运算放大器的实际应用有着重要的影响,需要在设计电路时进行充分考虑。
在实际应用中,运算放大器广泛应用于模拟电路、数字电路、信号处理、自动控制等领域。
比如,运算放大器可以用来设计滤波器、比较器、振荡器、放大器等电路,也可以用来实现信号的调理、放大、滤波、整形等功能。
总的来说,运算放大器是一种非常重要的电子元件,它在电子电路中有着广泛的应用。
通过对运算放大器的原理图及其工作原理的了解,可以更好地应用运算放大器设计各种电路,实现各种功能。
希望本文对读者有所帮助,谢谢阅读!。
运放最大值电路
运放最大值电路1.引言1.1 概述运放(Operational Amplifier,简称Op Amp)是电子电路中常见的一种高增益放大器,具有宽带、高增益和低输入阻抗等优点。
它由一个差分放大器和一个输出级组成,可以用于信号放大、滤波、求反、积分、微分等各种运算和功能。
运放最大值电路是一种常用的电路设计,用于获取信号波形中的最大值或幅值。
在许多应用中,我们需要监测信号的峰值,以便进行相应的控制或分析。
例如,在音频设备中,我们需要确定音频信号的最大音量,以便调整音量控制电路。
设计一个运放最大值电路的关键是选择合适的电阻和电容值,以及运放的配置。
一般情况下,我们会使用一个带有负反馈的比较器电路来实现最大值检测。
这种电路通过比较输入信号和参考电压(通常是一个固定电压)来产生输出信号,实现对输入信号最大值的检测。
运放最大值电路的设计要点包括:确定参考电压的大小、选择合适的运放工作模式、确定输入和输出电阻的值、选择合适的电源电压和工作温度等。
这些要点在实际应用中往往需要根据具体的设计要求和电路特性进行调整和优化。
综上所述,运放最大值电路是一种用于获取信号波形最大值的常用电路设计。
通过合理选择电阻、电容和运放配置,可以实现对输入信号最大值的检测和分析,为实际应用提供了便利和可能性。
在未来的研究中,我们可以进一步探索运放最大值电路的应用领域和提高设计性能的方法。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构部分旨在介绍本篇文章的整体架构和各个部分的内容安排,以帮助读者更好地理解文章的结构和主题。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分介绍了文章的背景和意义,对运放最大值电路的重要性进行了概述,并明确了本文的目的。
引言部分的内容将引起读者对本文主题的兴趣,为后续内容的阐述奠定基础。
正文部分是本文的主体部分,分为两个小节。
2.1节将详细介绍运放的基本原理,包括其定义、结构和工作原理,以便读者对运放的基本概念有一个全面的了解。
OP运放
自从30年前美国FSC公司生产出世界第一只运算放大器(下文简称运放或OP)µA702以来,运放在模拟电子世界有着极其广泛的运用,对信号进行放大、比较、调制、解调、有源滤波和多种模拟运算等等。
世界上各大生产家的新产品品种与日俱增,按其应用可分为六大系列。
一、OP的主要参数了解、认识、掌握OP“家族”成员,恰当选用它们,无疑对电子产品开发、电子设备的技术改造,电子电路的工程设计,电子产品的维护保养都是大有助益的。
弄清OP的电气特性,并能正确测试诸多参数是准确选择OP、正确使用OP的前提。
下面扼要介绍OP的重要电气参数的概念和测试电路(图1)。
图1中的电气特性是以NJMOP07样品在电源电压±15V,环境温度25ºC时测得的。
(1)输人失调(或偏移)电压VIO是指:无信号时±输入端间的电压;(2)输入失调(或偏移)电流IIO是OP输出为0V时正负输入端流入(或流出)的电流之差(亦即偏流之差);(3)输入偏流IB:是±输入端子流入(或流出)的电流;(4)开路输出电阻Ro:是OP输出电路晶体管等效集电极电阻;(5)输入差模电阻RID:是表示输人端子内的等效电阻,通常是对交流而言;(6)输入共模电阻RIC:是对电压跟随使用时(共模输入)输入端的等效电阻;(7)同相输人电压VICM:是不损坏OP工作机能的同相输人电压的最大值,正负两个方向定义;(8)共模信号抑制比CMRR:在两差动输入端加人同相信号,产生的输出信号与输入信号之比。
这个比值说明电路不平衡的状况;(9)电源电压抑制比PSRR:表示电源电压在单位电压变化时输入失调电压的变化量;(10)电压增增益VV:OP在开环时直流电压的放大倍数;(11)最大输出电压VOM:在不饱和的状态范围内与输人成比例变化的最大输出电压;(12)转换速度SR:是指输出电压波形跟随输入电压变化程度—即输出电压上升的速度(通常用脉冲前沿响应来描述);(13)fT:开环增益等于1时的信号频率;(14)消耗电流ICC:流过OP电源端的电流;(15)输入换算噪声电流INI:规定1/f噪声在0.1~10Hz 频率范围的峰-峰值;(16)输入换算噪声电压Vn:是用一定频率的噪声电压密度表示的。
运算放大器
运算放大器(英语:Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP、运放)是一种直流耦合,差模(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,减法等模擬运算电路中,因而得名。
通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接,形成一负反馈(negative feedback)组态。
原因是运算放大器的电压增益非常大,范围从数百至数万倍不等,使用负反馈方可保证电路的稳定运作。
但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈(positive feedback)组态,相反地,在很多需要产生震荡信号的系统中,正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
运算放大器有许多的规格参数,例如:低频增益、单位增益频率(unity-gain frequency)、相位边限(phase margin)、功耗、输出摆幅、共模抑制比(common-mode rejection ratio)、电源抑制比(PSRR,power-supply rejection ratio)、共模输入范围(input common mode range)、电压摆动率(slew rate)、输入偏移电压(input offset voltage,又译:失调电压)、还有噪声等。
目前运算放大器广泛应用于家电,工业以及科学仪器领域。
一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元,而现在运算放大器的设计已经非常可靠,输出端可以直接短路到系统的接地端(ground)而不至于被短路电流(short-circuit current)破坏。
目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成,这个放大器可以执行加与减的工作。
电荷放大电路
75
在大功率 MOS~区司器中 E 使用需窑 11'1负载强的 OP DlZ大器
143
Is
j 吁:
FET
( a) 平面绝缘型放射线传感器
图 8.
19
放射线传感器的构成[(株)
CRaytech) J
极电流为 C9V-L
SV) 6. 8kn=o. 7mAo
这时,由于 FET 的跨导 gm 约为 lOmS( 毫四 CI丁子 J) ,
应用于能量分析。
电荷放大器增益取决于反馈电容 Cf ,大约为 1pF 左右的小电
容,所以必须使用温度补偿型的陶瓷电容。 CH 型 (60ppm!"C) 或
CG 型 (30ppm!"C) 也可以使用。
图 8.17(b) 给出了用。p 放大器制作的电荷放大器。为了使
OP 放大器不饱和(没有乱,就不能成为积分电路,输出就变为饱
和) ,直流电平稳定,使用反馈电阻 R f 是必要的。还有,乱和 Cf
取决于低频截止频率 fCH:
输出
(a) 基本电路
(b) 使用 OP放大器的实用电路
回 8.17
基本的电荷放大电路
142
第 8章
OP 放大器胆大电自由应用技 E
川H
二一一→十一
2π.
1 Cr •
Rt
(8.+ )
例如,根据式 (8.
即输入噪声电压也增大 2000 倍。所以,
使用低噪声的 FEL
C l6
Cl'
C 1X
C 1,
图 8. 18
检测放射线的积分电路
FET 的栅极电流(相当于 OP 放大器的输入偏置电流)越小,
反馈电阻 Rr 值就设得越大。
运算放大器电路原理
运算放大器电路原理运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种极为重要的电子元器件,广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、差分输入、单端输出等特点,能够放大电压、电流和功率等信号,并提供微弱信号的放大和处理功能。
本文将介绍运算放大器的基本原理及其电路结构。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一个多元件集成电路(IC),通常由几个晶体管、电阻和电容器等元件组成。
它的核心部分是一个差分放大器,具有高增益特性。
运算放大器的输出电压与输入电压之间的关系可以通过下面的公式表示:Vout = Av (V+ - V-)其中,Vout为输出电压,Av为放大器的开环增益,V+和V-分别为非反相输入和反相输入。
二、运算放大器的电路结构运算放大器的电路图可以简化为以下几个主要部分:1.差动放大器:差动放大器是运算放大器的核心部分,它由两个输入电源、两个输入电容和两个晶体管等电路组成。
它的作用是将输入信号进行差分放大,增益高达几千倍。
2.电流镜:电流镜是一个由晶体管组成的电流源,用于提供稳定的电流输出。
它的作用是保持差动放大器的工作点稳定,使得差动放大器的输出可以线性放大。
3.级联放大器:级联放大器由多个差分放大器组成,用于提高整个运算放大器的放大倍数。
每个差分放大器都会放大之前的放大器的输出信号。
4.反馈网络:反馈网络是运算放大器的重要部分,通过它可以实现对输出信号进行控制和调整。
反馈网络可以分为正反馈和负反馈两种形式,具体的选择取决于应用的要求。
三、运算放大器的应用运算放大器在电子电路中具有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1.信号放大:运算放大器可将输入信号放大到所需的幅度,用于增强微弱信号。
2.滤波:运算放大器可以配合电容器和电阻等元件,构成滤波电路,用于滤除不需要的频率成分,提取特定频率的信号。
3.比较器:运算放大器可以作为比较器使用,用于判断输入信号的大小关系,并输出相应的逻辑电平。
OP_AMP基本电路识图
运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人各位从事电路板维修的同行,看完后有所斩获。
遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。
今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的,一似等电位,相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。
显然不能将两输入由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。
我们理解的就是理想放大器器来分析也不会有问题)。
好了,让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”,开始“庖丁解牛”了。
(原文件名:1.jpg)图一运放的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
晶体管OP放大器技术报告
晶体管OP放大器技术报告班级自动化122班姓名刘韡学号15号项目代号_ _测试时间_ 2013年11月22号成绩1.设计目标与技术要求:设计目标:设计一个OP放大器,可以对两个输入端间的电位差进行放大。
同时作为放大电路工作,加上负反馈电阻时,可以对信号进行同向或反向放大。
从而达到不仅在理论上而且在制作上深刻理解OP放大器的原理以及设计。
技术要求:1.能够用仪器识别晶体管和二极管的管脚;2.能够根据电路图,焊接出电路,并且焊接出的电路能达到设计要求;3.能够合理布局,是焊接的板子美观大方;4.焊接电路时尽量少用或不用跳线;5.如果焊接完成后,发现有错误,能够以最短的时间找出并改正;6.能够熟练的使用示波器等各种仪器来完成对电路板的测试。
7.设计方法(电路、元器件选择与参数计算):元器件的选择:1.6KΩ,56KΩ,100Ω电阻各一个;70Ω电阻3个;Ω电阻2个0.1uF,10uF 电容各2个;200pF电容一个;NPN(2SC2458)型三极管5个,NPN(2SA1048)型三极管2个,LED2个。
差动放大电路与共射极放大电路的恒流源都用Tr3与Tr5来制作,推挽射级跟随器的偏置是直接使用LED的正向压降。
用LED产生恒压。
由于电源电压是15V和-15V,故在该电路中使用的所有晶体管只要选定集电极-发射极间的最大额定值VCEO与集电极-基极间的最大额定值VCEO在30V以上的器件即可。
参数的计算:对于差动放大电路的Tr1与Tr2 的集电极电流分别取为1mA,这样恒流源晶体管的集电极电流必须设定在2mA(=1mA*2)。
R2的压降确定为1V,则R2=1V/2mA=470Ω为使R2的压降为1V,负电源与Tr3的基极之间的电压必须为1V+VBE(=0.6V)=1.6V 设Tr5的集电极电流为2mA,Tr3与Tr5的hFE=100,则Tr3与Tr5的基极电流合计为0.04mA (=2mA/100+2mA/100)。
模电--运算放大器
2.2.2 理想运放电路模型
V+
iP = 0
vP
ri
ro
+
+
vo
vN iN = 0
Avo(vP – vN) V-
vO / V V+
O vP – vN /mV V-
12 / 105
2.3 基本线性运放电路
2.3.1 同相放大电路
• 基本电路 • 负反馈概念 • 虚短与虚断 • 近似计算 • 电压跟随器
2.1.2 运算放大器电路模型
B. 电压传输特性
Avo越大,运放的线性 范围越小,必须在输
vo / V 正饱和
V+
线性放大区
出与输入之间加负反 馈才能使其扩大输入
vo = Avo(vP – vN)
信号的线性范围。
O
vP – vN /mV
例:若UOM =12V,Avo=106,
则 |ui| <12V 时,运放
15 / 105
2.3 基本线性运放电路
2.3.1 同相放大电路
3. 虚短与虚断
vi
由于运放的开环放大倍数很
大,输入电阻高,输出电阻
ii vp
vid+–
vn
+
A
–
vo
小,分析时常将其理想化, 称所谓的理想运放。
R1 R2
理想运放
线性区工作特点
Avo
ri ro 0
uo Avo (up un ) up un
v3
v2–
–
A2
+
R3 v4
v4
v2
iR2
R1 R2 R1
v2
R2 R1
v1
R4 R3
含有运算放大器电路分析
(15.2)低运功算放耗大型器运的算电放路大组器成及其分类 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、低功率消耗的运算放大器。常用的运算放大器有TL022C、TL-060C等,其工作电压为±2~±18V,消耗电流 为50~250A。目前,有的产品功耗已达W级,例如 ,ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10mW,可采用单节 电池供电。 (6)高压大功率型运算放大器 普通的运算放大器若要提高输出电压或增大输出电流,集 成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器 外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如, D41集成运放的电源电压可达±150V,A791集成运放的输 出电流可达1A。
1 Rf
ua
1 Rf
uo
ui1 R1
ui2 R2
ui3 R3
根据虚短路性质 ua u u 0
所以有
ui1 ui2 ui3 uo
即
R1 R2 R3 Rf
uo =
Rf R1
ui1
Rf R2
ui2
Rf R3
ui3
由上式可知,输出信号的大小是输入信号的加权和,
因此,该电路实现了加权加法运算。式中的系数为对应
uo A(u u ) Aud
当同相输入端接地时,即
u 0 有
uo Au
当反相输入端接地时,
u 0 有
uo Au
1.5 理想运算放大器 在线性放大区分析运算放大器时,一般可将它看成一个
理想运算放大器,把运放电路做如下的理想化处理。 (1)放大倍数A→∞ 若输出电压uo为有限值,则当放大倍数A→∞时,必须满
1.2 运算放大器的电路组成及其分类
集成运算放大器的分类方法很多,按照运算放大器的参数 来分可分为如下7种类型。
常规运算放大器的自举电路设计-设计应用
常规运算放大器的自举电路设计-设计应用当现成的运算放大器(op amp)不能提供特定应用所需的信号摆幅范围时,工程师面临两种选择:使用高压运算放大器或设计分立解决方案,不过这两种选择的成本可能都很高。
对许多应用来说,第三种选择——自举——可能是比较廉价的替代方案。
除了动态性能要求极为苛刻的应用,自举电源电路的设计是相当简单的。
自举简介常规运算放大器要求其输入电压在其电源轨范围内。
如果输入信号可能超过电源轨,可以通过电阻衰减过大输入,使这些输入降至电源范围以内的电平。
这样处理并不理想,因为它会对输入阻抗、噪声和漂移产生不利影响。
同样的电源轨也会限制放大器输出,闭环增益的大小存在一个限值,以避免将输出驱动到饱和状态。
因此,如果要求处理输入和/或输出上的大信号偏离,则需要宽电源轨和能在这些电源轨上工作的放大器。
ADI 的24V 至220V 精密运算放大器ADHV4702-1 是适合这种情况的出色选择,不过自举低压运算放大器也能满足应用要求。
是否使用自举主要取决于动态要求和功耗限制。
自举会创建一个自适应双电源,其正负电压不是以地为基准,而是以输出信号的瞬时值为基准,有时称之为飞轨(flying rail) 配置。
在这种配置中,电源随着运算放大器的输出电压(VOUT) 上下移动。
因此,VOUT始终处于中间电源电压,并且电源电压能够相对于地移动。
使用自举可以非常容易地实现这种自适应双电源。
实际上,自举必须符合一些准则,有些准则微不足道,但没有一个准则是特别麻烦的。
如下是基本的准则:● 输出负载不得过大。
● 响应速度不得低于运算放大器的压摆率。
● 必须能处理所需的电压水平和相关的功耗。
工作原理飞轨概念是指正负电源轨连续调整,使其电压始终关于输出电压对称。
这样,输出始终位于电源范围内。
电路架构包括一对互补分立晶体管和一个阻性偏置网络。
NPN 发射极(或N 沟道MOSFET 的源极引脚)提供VCC,PNP 发射极(或P 沟道MOSFET 的源极引脚)用作VEE。
最简单讲解运算放大器的工作原理
最简单讲解运算放大器的工作原理运算放大器(Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP)是一种直流耦合﹐差模(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,乘法等运算电路中,因而得名。
一个理想的运算放大器必须具备下列特性:无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。
最基本的运算放大器如图1-1。
一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。
通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接,形成一负反馈(negative feedback)组态。
原因是运算放大器的电压增益非常大,范围从数百至数万倍不等,使用负反馈方可保证电路的稳定运作。
但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈(positive feedback),相反地,在很多需要产生震荡讯号的系统中,正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
开环回路运算放大器如图1-2。
当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时,其输出与输入电压的关系式如下:Vout = ( V+ -V-) * Aog其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益(open-loop differential gai由于运算放大器的开环回路增益非常高,因此就算输入端的差动讯号很小,仍然会让输出讯号「饱和」(saturation),导致非线性的失真出现。
因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中,少数的例外是用运算放大器做比较器(comparator),比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。
闭环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来,放大器电路就处在负反馈组态的状况,此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。
op放大器电路图设计
op07的功能介绍:Op07芯片是一种低噪声;非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路..由于OP07具有非常低的输入失调电压对于OP07A最大为25μV;所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施..OP07同时具有输入偏置电流低OP07A为±2nA和开环增益高对于OP07A为300V/mV的特点;这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面..特点:超低偏移:150μV最大..低输入偏置电流:1.8nA..低失调电压漂移:0.5μV/℃..超稳定;时间:2μV/month最大高电源电压范围:±3V至±22V图1OP07外型图片图2OP07管脚图OP07芯片功能说明:1和8为偏置平衡调零端;2为反向输入端;3为正向输入端;4接地;5空脚6为输出;7接电源+图3OP07内部电路图ABSOLUTEMAXIMUMRATINGS最大额定值Symbol 符号Parameter参数Value数值Unit单位VCC SupplyVoltage电源电压±22V Vid DifferentialInputVoltage差分输入电压±30V Vi InputVoltage输入电压±22V Toper OperatingTemperature工作温度-40to+105℃Tstg StorageTemperature贮藏温度-65to+15℃电气特性虚拟通道连接=±15V;Tamb=25℃除非另有说明Symbol符号Parameter参数及测试条件最小典型最大Unit单位VioInputOffsetVoltage输入失调电压0℃≤Tamb≤+70℃-601525μV0 LongTermInputOffsetVoltageStability-note1长期输入偏置电压的稳定性-0.42μV/MoDVi o InputOffsetVoltageDrift输入失调电压漂移-0.51.8μV/℃IioInputOffsetCurrent输入失调电流0℃≤Tamb≤+70℃-0.868nADIi o InputOffsetCurrentDrift输入失调电流漂移-155pA/℃IibInputBiasCurrent输入偏置电流0℃≤Tamb≤+70℃-1.879nADIib InputBiasCurrentDrift输入偏置电流漂移-155pA/℃Ro OpenLoopOutputResistance开环输出电阻-60-ΩRidDifferentialInputResistance差分输入电阻-33-MΩRic CommonModeInputResistance共模输入电阻-12-GΩVic m InputCommonModeVoltageRange输入共模电压范围0℃≤Tamb≤+70℃±13±13±13.5-VCMRCommonModeRejectionRatioVi=Vicmmin共模抑制比0℃≤Tamb≤+70℃10097120-dBSVRSupplyVoltageRejectionRatio电源电压抑制比VCC=±3to±18V0℃≤Tamb≤+70℃9086104-dBAvd LargeSignalVoltageGain大信号电压增益VCC=±15;RL=2KΩ;VO=±10V;12040-V/mV 0℃≤Tamb≤+105℃100-VCC=±3V;RL=500W;VO=±0.5V10040-Vop p OutputVoltageSwing输出电压摆幅RL=10KΩ±12±13-VRL=2kΩ±11.5±12.8RL=1KΩ±120℃≤Tamb≤+70℃RL=2KΩ±11-SR SlewRate转换率RL=2KΩ;CL=100pF-0.17-V/μSGBPGainBandwidthProduct带宽增益RL=2KΩ;CL=100pF;f=100kHz -0.5-MHzIccSupplyCurrent-noload电源电流无负载0℃≤Tamb≤+70℃VCC=±3V -2.70.67561.3mAen EquivalentInputNoiseVoltage等效输入噪声电压f=10Hz-112nV√Hzf=100Hz-10.513.5f=1kHz-1011.5in EquivalentInputNoiseCurrent等效输入噪声电流f=10Hz-0.3.9PA√Hzf=100Hz-0.2.3f=1kHz-0.01.2图4输入失调电压调零电路应用电路图:图5典型的偏置电压试验电路图6老化电路图7典型的低频噪声放大电路图8高速综合放大器图9选择偏移零电路图10调整精度放大器图11高稳定性的热电偶放大器图12精密绝对值电路。
运算放大器比较器电路
运算放大器比较器电路运算放大器和比较器是电子电路中常见的两种重要的模块。
它们在各种应用中起着至关重要的作用。
本文将介绍运算放大器和比较器的原理、特点以及应用。
一、运算放大器:运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种具有差分输入和高增益的电路。
它由多个晶体管和电阻器组成,主要用于信号放大、滤波、求和、积分等各种运算。
运算放大器通常有两个输入端(一个非反向输入端和一个反向输入端)和一个输出端。
其特点是具有高输入阻抗、低输出阻抗和大开环增益。
运算放大器的工作原理可以简单地描述为:当两个输入端的电压不相等时,运算放大器会将输入电压的差值放大到输出端。
当两个输入端的电压相等时,输出电压为零。
运算放大器的输出电压与输入电压的差值之间的关系由放大倍数决定。
运算放大器的应用非常广泛。
它可以用于模拟计算机、传感器信号放大、音频放大等领域。
在模拟计算机中,运算放大器被用作模拟运算单元;在传感器信号放大中,运算放大器可以将微弱的传感器信号放大到合适的范围,以便进行后续处理;在音频放大中,运算放大器可以将低功率的音频信号放大到足够的功率,以驱动扬声器。
二、比较器:比较器是一种电路,用于比较两个输入电压的大小,并产生相应的输出信号。
比较器通常有两个输入端(一个非反向输入端和一个反向输入端)和一个输出端。
其输出信号通常为高电平或低电平,用于表示输入电压的大小关系。
比较器的工作原理可以简单地描述为:当非反向输入端的电压高于反向输入端的电压时,输出信号为高电平;当非反向输入端的电压低于反向输入端的电压时,输出信号为低电平。
比较器的输出信号与输入电压的大小关系由比较电压决定。
比较器常用于模拟信号的比较、电压判别等领域。
在模拟信号的比较中,比较器可以判断两个模拟信号的大小关系;在电压判别中,比较器可以将输入电压与参考电压进行比较,以判断输入电压是否满足特定条件。
三、运算放大器和比较器的区别:尽管运算放大器和比较器在一些方面具有相似之处,但它们在功能和应用上有着明显的区别。
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op07的功能介绍:Op07芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
由于OP07具有非常低的输入失调电压(对于OP07A最大为25μV),所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低(OP07A为±2nA)和开环增益高(对于OP07A为300V/mV)的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
特点:
超低偏移:150μV最大。
低输入偏置电流:1.8nA。
低失调电压漂移:0.5μV/℃。
超稳定,时间:2μV/month最大
高电源电压范围:±3V至±22V
图1OP07外型图片
图2OP07管脚图
OP07芯片功能说明:
1和8为偏置平衡(调零端),2为反向输入端,3为正向输入端,4接地,5空脚6为输出,7接电源+
图3OP07内部电路图
ABSOLUTEMAXIMUMRATINGS最大额定值
Sym Parameter参数Value数Unit单
bol
符
号
值位
VCC SupplyVoltage电源电压±22V
Vid DifferentialInputVoltage差分输入电压±30V
Vi InputVoltage输入电压±22V Top
er OperatingTemperature工作温度
-40to+1
05
℃
Tst
g StorageTemperature贮藏温度
-65to+1
50
℃
电气特性
虚拟通道连接=±15V,Tamb=25℃(除非另有说明)
Sym
bol
符号Parameter参数及测试条件最小
典
型
最
大
Uni
t单
位
Vio
InputOffsetVoltage输入失调电压
0℃≤Tamb≤+70℃-
60
1
5
2
5
μV
0 LongTermInputOffsetVoltageStability-
(note1)长期输入偏置电压的稳定性-
0.
4
2
μV
/Mo
DVi o InputOffsetVoltageDrift输入失调电压
漂移
-
0.
5
1
.
8
μV
/℃
Iio
InputOffsetCurrent输入失调电流
0℃≤Tamb≤+70℃-
0.
8
6
8
nA
DIi o InputOffsetCurrentDrift输入失调电流
漂移
-15
5
pA/
℃
Iib
InputBiasCurrent输入偏置电流
0℃≤Tamb≤+70℃-
1.
8
7
9
nA
DIi b InputBiasCurrentDrift输入偏置电流漂
移
-15
5
pA/
℃
Ro OpenLoopOutputResistance开环输出电阻-60-ΩRid
DifferentialInputResistance差分输入
电阻
-33-MΩ
Ric
CommonModeInputResistance共模输入电
阻-
12
-GΩ
Vic InputCommonModeVoltageRange输入共模±13±-V
m电压范围0℃≤Tamb≤+70℃±1313
.5
CMR
CommonModeRejectionRatio(Vi=Vicmmin)
共模抑制比0℃≤Tamb≤+70℃100 9
7
12
0-dB
SVR SupplyVoltageRejectionRatio电源电压
抑制比
(VCC=±3to±18V)0℃≤Tamb≤+70℃
90 86
10
4-dB
Avd LargeSignalV
oltageGain
大信号电压增
益
VCC=±15,RL=2KΩ,VO=±
10V,
120
40
-
V/m
V
0℃≤Tamb≤+105℃100-
VCC=±3V,RL=500W,VO=±
0.5V
100
40
-
Vop p OutputVoltag
eSwing输出
电压摆幅
RL=10KΩ±12
±
13
-V
RL=2kΩ
±11
.5
±
12
.8
RL=1KΩ
±
12
0℃≤Tamb≤+70℃RL=2K
Ω
±11-
SR SlewRate转换率(RL=2KΩ,CL=100pF)-
0.
17-
V/
μS
GBP
GainBandwidthProduct带宽增益
(RL=2KΩ,CL=100pF,f=100kHz)-
0.
5
-MHz
Icc
SupplyCurrent-(noload)电源电流(无负
载)0℃≤Tamb≤+70℃VCC=±3V -
2.
70
.6
7
5
6
1
.
3
mA
en EquivalentIn
putNoiseVolt
age等效输入
噪声电压
f=10Hz-11
2
nV
√H
z
f=100Hz-
10
.5
1
3
.
5
f=1kHz-10
1
1
.
5
in EquivalentIn
putNoiseCurr
ent等效输入
噪声电流
f=10Hz-
0.
3
.
9PA
√H
z
f=100Hz-
0.
2
.
3
f=1kHz-0.0
1.
2
图4输入失调电压调零电路
应用电路图:
图5典型的偏置电压试验电路
图6老化电路
图7典型的低频噪声放大电路
图8高速综合放大器
图9选择偏移零电路
图10调整精度放大器
图11高稳定性的热电偶放大器
图12精密绝对值电路。