运算放大器相关问题
使用运算放大器应注意的几个问题
使用运算放大器应注意的几个问题1、选用元件集成运算放大器按其技术指标可分为通用型、高速型、高阻型、低功耗性、大功率型、高精度型等;按其内部电路可分为双极型(由晶体管组成)和单极型(由场效晶体管组成);按每一集成片中运算放大器的数目可分为单运放、双运放和四运放。
通常根据实际要求来选用运算放大器。
如测量放大器的输入信号微弱,它的第一级应选用高输入电阻、高共模抑制比、高开环电压放大倍数、低失调电压及低温度漂移的运算放大器。
选好后,根据管脚图和符号图连接外部电路,包括电源、外接偏置电阻、消振电路及调零电路等。
2、消振由于运算放大器内部晶体管的极间电容和其他寄生参数的影响,很容易产生自激振荡,破坏正常工作。
为此,在使用时要注意消振。
通常是外接RC消振电路或消振电容,用它来破坏产生自激振荡的条件。
是否已消振,可将输入端接“地”,用示波器观察输出端有无自激振荡。
目前由于集成工艺水平的提高,运算放大器的内部已有消振元件,毋需外部消振。
3、调零由于运算放大器内部参数不可能完全对称,以至于当输入信号为零时,仍有输出信号。
为此,在使用时要外接调零电路。
如图所示的F007运算放大器,它的调零电路由-15V,1kΩ和调零电位器组成。
先消振,再调零,调零时应将电路接成闭环。
一种是无输入时调零,即将两输入端接“地”,调节调零电位器,使输出电压为零。
另一种是在有输入时调零,即按已知输入信号电压计算输出电压,而后将实际值调整到计算值。
4、保护(1)输入端保护当输入端所加的差模和共模电压过高时会损坏输入级的晶体管。
为此,在输入端接入反向并联的二极管,如图1所示,将输入电压限制在二极管的正向电压降以下。
(2)输出端保护为了防止输出端电压过大,可利用稳压管来保护,如图2所示,将两个稳压管反向串联,将输出电压限制在()的范围内。
是稳压管的稳定电压,是它的正向电压降。
图1输入端保护图2 输出端保护(3)电源保护为了防止正、负电源反接,可用二极管来保护,如图3所示。
运算放大器输入、输出、单电源和轨到轨问题
集成运放典型例题
4-3 例4-6 例例例【例4-1】三个两级放大电路如下图所示,已知图中所有晶体管的β均为100,r be均为1 kΩ,所有电容均为10 μF,V CC均相同。
填空:(1)填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。
图(a)的第一级为_________,第二级为_________;图(b)的第一级为_________,第二级为_________;图(c)的第一级为_________,第二级为_________。
(2)三个电路中输入电阻最大的电路是_________,最小的电路是_________;输出电阻最大的电路是_________,最小的电路是_________;电压放大倍数数值最大的电路是_________;低频特性最好的电路是_________;若能调节Q点,则最大不失真输出电压最大的电路是_________;输出电压与输入电压同相的电路是_________。
【相关知识】晶体管放大电路三种接法的性能特点,多级放大电路不同耦合方式及其特点,多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。
【解题思路】(1)通过信号的流通方向,观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载,判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。
(2)根据各种晶体管基本放大电路的参数特点,以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响,分析各多级放大电路参数的特点。
【解题过程】(1)在电路(a)中,T1为第一级的放大管,信号作用于其发射极,又从集电极输出,作用于负载(即第二级电路),故第一级是共基放大电路;T2和T3组成的复合管为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于T2的基极,又从复合管的发射极输出,故第二级是共集放大电路。
在电路(b)中,T1和T2为第一级的放大管,构成差分放大电路,信号作用于T1和T2的基极,又从T2的集电极输出,作用于负载(即第二级电路),是双端输入单端输出形式,故第一级是(共射)差分放大电路;T3为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于T3的基极,又从其发射极输出,故第二级是共集放大电路。
运算放大器容性负载驱动问题
运算放大器容性负载驱动问题·中国绿网·问:为什么我要考虑驱动容性负载问题?答:通常这是无法选择的。
在大多数情况下,负载电容并非人为地所加电容。
它常常是人们不希望的一种客观存在,例如一段同轴电缆所表现出的电容效应。
但是在有些情况下,要求对运算放大器的输出端的直流电压进行去耦。
例如,当运放被用作基准电压的倒相或驱动一个动态负载时。
在这种情况下,你也许在运放的输出端直接连接旁路电容。
不论哪种情况,容性负载都要对运放的性能有影响。
问:容性负载如何影响运放的性能?答:为简单起见,可将放大器看成一个振荡器。
每个运放都有一个内部输出电阻RO,当它与容性负载相接时,在运放传递函数上产生一个附加的极点。
正如图1(b)波特图幅频特性曲线表示,附加极点的幅频特性斜率比主极点20dB/十倍频程更徒。
从相频特性曲线图1(c)中可以看出,每个附加极点的相移都增加-90°。
我们可用图1(b)或图1(c)来判断电路的稳定性。
从图1(b)中可以看出,当开环增益和反馈衰减之和大于1时,电路会不稳定。
同样,在图1(c)中,如果某一工作频率低于闭环带宽,在这个频率下环路相移超过-180°时,运放会出现振荡。
电压反馈型运算放大器(VFA)的闭环带宽等于运放增益带宽积(GBP,或单位增益频率)除以电路闭环增益(ACL )。
运算放大器电路的相位裕度定义为使电路不稳定所要求的闭环带宽处对应的附加相移(即环路相移十相位裕度=-180°)。
当相位裕度为0时,环路相移为-180°,此运放电路不稳定。
通常,当相位裕度小于45°时,会出现问题,例如频响“尖峰”,阶跃响应中的过冲或“振铃”。
为了使相位裕度留有余地,容性负载产生的附加极点至少应比电路的闭环带宽高10倍,如果不是这样电路可能不稳定。
问:那么我应该如何处理容性负载?答:首先我们应该确定运放是否能稳定地驱动自身负载。
许多运放数据手册都给出“容性负载驱动能力”这项指标。
运算放大器练习题
运算放大器练习题运算放大器是一种常见的电子设备,用于放大电信号或进行信号处理。
它在各种电子系统中起着关键作用,例如音频放大器、通信设备、测量仪器和控制系统等。
在学习运算放大器的过程中,练习题是巩固知识和提高技能的重要途径。
本文将介绍一些运算放大器的练习题,帮助读者加深对该主题的理解。
1. 基本运算放大器配置首先,让我们从最基本的运算放大器配置开始。
考虑一个非反馈运算放大器电路,其输入电阻为10 kΩ,增益为1000。
试计算以下问题:a) 如果输入电压为2 mV,输出电压是多少?b) 如果输入电压为-1 V,输出电压是多少?c) 如果输入电阻减小到5 kΩ,增益是否会改变?2. 反馈电阻配置接下来,我们将研究反馈电阻对运算放大器性能的影响。
考虑一个反馈运算放大器电路,其增益为100,反馈电阻为10 kΩ。
试计算以下问题:a) 如果输入电压为1 V,输出电压是多少?b) 如果反馈电阻减小到5 kΩ,输出电压会发生什么变化?c) 增益会随着反馈电阻的变化而改变吗?3. 非理想运算放大器现实中,运算放大器可能存在非理想性质,例如输入偏置电流、输出电阻、有限的带宽等。
考虑一个非理想运算放大器电路,其输入偏置电流为10 nA,输出电阻为100 Ω,增益为100。
试计算以下问题:a) 如果输入电压为1 mV,输出电压是多少?b) 输入偏置电流会对输出电压产生什么影响?c) 输出电阻对电路性能有什么影响?4. 运算放大器应用最后,让我们探讨一些运算放大器的实际应用。
选择一个应用场景,例如温度测量或光电检测,并解释如何使用运算放大器实现该应用。
详细讨论该应用的电路设计和工作原理,并提供示意图。
通过完成以上练习题,读者可以巩固和加深对运算放大器的理解。
同时,这些练习题也提供了实际应用方面的思考,帮助读者将所学知识应用于实际问题的解决。
希望本文对读者在学习和实践中有所帮助。
第3章-集成运算放大器习题集答案
第3章 集成运算放大器及其应用一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错) 1.运放的输入失调电压U IO 是两输入端电位之差。
( ) 2.运放的输入失调电流I IO 是两端电流之差。
( ) 3.运放的共模抑制比cdCMR A A K( ) 4.有源负载可以增大放大电路的输出电流。
( )5.在输入信号作用时,偏置电路改变了各放大管的动态电流。
( )6.运算电路中一般均引入负反馈。
( )7.在运算电路中,集成运放的反相输入端均为虚地。
( )8.凡是运算电路都可利用“虚短”和“虚断”的概念求解运算关系。
( ) 9.各种滤波电路的通带放大倍数的数值均大于1。
( )二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) 1.集成运放电路采用直接耦合方式是因为 。
A.可获得很大的放大倍数 B .可使温漂小 C.集成工艺难于制造大容量电容 2.通用型集成运放适用于放大 。
A .高频信号 B. 低频信号 C. 任何频率信号 3.集成运放制造工艺使得同类半导体管的 。
A. 指标参数准确B. 参数不受温度影响 C .参数一致性好 4.集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以 。
A .减小温漂 B. 增大放大倍数 C. 提高输入电阻 5.为增大电压放大倍数,集成运放的中间级多采用 。
A .共射放大电路 B. 共集放大电路 C .共基放大电路 6.现有电路:A. 反相比例运算电路 B. 同相比例运算电路C. 积分运算电路D. 微分运算电路E. 加法运算电路选择一个合适的答案填入空内。
(1)欲将正弦波电压移相+90O ,应选用 。
(2)欲将正弦波电压叠加上一个直流量,应选用 。
(3)欲实现A u =-100的放大电路,应选用 。
(4)欲将方波电压转换成三角波电压,应选用 。
(5)欲将方波电压转换成尖顶波波电压,应选用 。
运算放大器常见问题
1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么呢?(1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。
芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分析。
(2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,这也是其得名的原因。
2.同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么??(1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。
(2)防止自激。
3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果?(1)烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。
4.在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用??(1)是为了获得正反馈和负反馈的问题,这要看具体连接。
比如我把现在输入电压信号,输出电压信号,再在输出端取出一根线连到输入段,那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。
因为信号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。
5.运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么?(1) 泄放电阻,用于防止输出电压失控。
6.为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容?(1)如果你熟悉运算放大器的内部电路的话,你会知道,不论什么运算放大器都是由几个几个晶体管或是MOS 管组成。
在没有外接元件的情况下,运算放大器就是个比较器,同相端电压高的时候,会输出近似于正电压的电平,反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处,只有在外接电路的时候,构成反馈形式,才会使运放有放大,翻转等功能……7.运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果?(1)同相反相端不平衡,输入为0 时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小)一个固定的数。
运算放大器习题及答案
运算放大器习题及答案
《运算放大器习题及答案》
运算放大器是一种重要的电子元件,广泛应用于各种电路中。
它具有放大电压
的功能,同时还能进行各种数学运算,如加法、减法、乘法和除法。
为了更好
地掌握运算放大器的原理和应用,下面我们将提供一些习题及答案,供大家参考。
1. 问题:在运算放大器电路中,如果输入电压为2V,放大倍数为1000,求输
出电压是多少?
答案:根据运算放大器的放大倍数公式,输出电压等于输入电压乘以放大倍数,即2V * 1000 = 2000V。
2. 问题:如果给定一个运算放大器电路的输入电压为3V,放大倍数为500,输
出电压为6V,求该电路的输入电压是多少?
答案:根据运算放大器的放大倍数公式,输入电压等于输出电压除以放大倍数,即6V / 500 = 0.012V。
3. 问题:在一个运算放大器电路中,输入电压为1V,放大倍数为200,输出电
压为-4V,求该电路的放大倍数是多少?
答案:根据运算放大器的放大倍数公式,放大倍数等于输出电压除以输入电压,即-4V / 1V = -4。
通过以上习题及答案的练习,相信大家对运算放大器的原理和应用有了更深入
的了解。
同时也希望大家能够在实际应用中,灵活运用运算放大器,为电子电
路设计和调试提供更多的可能性。
运算放大器的几个容易忽略的问题
运算放大器的几个容易忽略的问题2008-05-27 11:571:正向放大器和反向放大器除过放大倍数的计算不一样外,还有其他不同吗?在不计较正反向的前提下,选哪种好对信号质量一点。
2:在放大倍数一定的情况下,电阻的值的大小有无严格规定,阻值的大与小有关系吗?比方说:放大倍数k=r1/r2,r1=100k,r2=10k和r1=10k,r2=1k,虽然k相同,但电阻不同,效果有什么不同呢?3:我要用到6级运放,是用一个4运放(lm324)和2运放(lm358),还是用3个2运放(lm358)。
ANSWER:以上问题涉及精密运算等问题. 1,关于两者的区别:还有输入阻抗,运算电流的流通途径与共模输入电压等不同.同向放大器输入阻抗高,不从前级信号源吸取电流或吸取极少,这是优点;反向比例器则需要运算电流Iop=Vi/Ri,这是缺点.但反向比例器的运算电流只在正负电源和和运放输出端之间流动,不会进入参考地线(实际上,其阻抗并不为零)容易形成信号干扰(直流约十微伏量级或更大,交流甚至达几毫伏量级).而这正是同向放大器不能避免的情况.同向放大器的共模输入电压Vicom=Vi,而运算放大器的CMRR--共模抑制比通常为:60dB-110dB(@DC-10Hz,并随频率升高而降低),约引入:0.1%-3ppm的运算误差.相比,反向比例器Vicom=0V,没有此误差项.另外,同向放大器的公式:K=1+Rf/Ri也使运算电阻的选配比较麻烦.因此,在多级比例放大的情况下,在下比较偏爱反向比例器. 2,关于运算电阻大小的选择:由于通用运放的典型最大精密输出电流不超过10mA,较大运算电流会造成芯片发热,导致直流零点的漂移,形成直流运算误差.因此,在要求直流运算精度较高的情况下,控制最大总输出电流,通常不超过3mA.使用反向比例器时,这里需要包括:本级与后级的运算电流;而同向放大器不需要前级负载,减轻了前级的负担.减小运算电流,运算电阻就高.由此引入两个问题:Rf与Cf(杂散分布等效并联电容约:3pF-10pF)的时间常数(如:100K*10pF=0.1uS,不过对LM324这种低速运放的应用,不会有明显影响)会限制信号带宽;还会引入由于Ib引起的直流误差:Ibmax*Rf(如:0.1uA*10K=1mV).不过,通过精心匹配补偿(参考ADI公司的运放相关文献,网站上有)和选择Ib小的运放,仍能获得较高的运算精度. 3,若要求运算精度高,建议单运放封装.以减少多运放内部的热反馈,提高直流精度;若精度许可或有成本或小空间要求,可酌情采用多运放.运算放大器在电路中发挥重要的作用,其应用已经延伸到汽车电子、通信、消费等各个领域,并将在支持未来技术方面扮演重要角色。
第4章集成运算放大器习题解答
页脚 .第四章习题参考答案4-1 什么叫“虚短”和“虚断”?答 虚短:由于理想集成运放的开环电压放大倍数无穷大,使得两输入端之间的电压近似相等,即-+≈u u 。
虚断:由于理想集成运放的开环输入电阻无穷大,流入理想集成运放的两个输入端的电流近似等于零,即0≈=-+i i 。
4-2 理想运放工作在线性区和非线性区时各有什么特点?分析方法有何不同?答 理想运放工作在线性区,通常输出与输入之间引入深度负反馈,输入电压与输出电压成线性关系,且这种线性关系只取决于外部电路的连接,而与运放本身的参数没有直接关系。
此时,利用运放“虚短”和“虚断”的特点分析电路。
理想运放工作在非线性去(饱和区),放大器通常处于开环状态,两个输入端之间只要有很小的差值电压,输出电压就接近正、负电压饱和值,此时,运放仍具有“虚断”的特点。
4-3 要使运算放大器工作在线性区,为什么通常要引入负反馈?答 由于理想运放开环电压放大倍数∞=uo A ,只有引入深度负反馈,才能使闭环电压放大倍数FA 1u =,保证输出电压与输入电压成线性关系,即运放工作在线性区。
4-4 已知F007运算放大器的开环放大倍数dB A uo 100=,差模输入电阻Ω=M r id 2,最大输出电压V U sat o 12)(±=。
为了保证工作在线性区,试求:(1)+u 和-u 的最大允许值;(2)输入端电流的最大允许值。
解 (1)由运放的传输特性5o uo 1012===++u u u A 则V 102.1101245--+⨯===u u(2)输入端电流的最大允许值为A 106102102.11164id --+⨯=⨯⨯==r u I 4-5 图4-29所示电路,设集成运放为理想元件。
试计算电路的输出电压o u 和平衡电阻R 的值。
解 由图根据“虚地”特点可得0==+-u u图中各电流为601.01--=u i 305.02---=u i 180o f u u i -=- 由“虚断”得f 21i i i =+以上几式联立,可得V 7.2o =u平衡电阻为 Ω==k R 18180//60//30图4-29 题4-5图4-6 图4-30所示是一个电压放大倍数连续可调的电路,试问电压放大倍数uf A 的可调围是多少?图4-30 题4-6图解 设滑线变阻器P R 被分为x R 和x P R R -上下两部分。
运算放大器烧毁的原因_概述及解释说明
运算放大器烧毁的原因概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在深入探讨运算放大器烧毁的原因,从而加深我们对这个问题的理解。
运算放大器是电子设备中常见且重要的元件之一,常用于信号处理、滤波器设计、模拟计算等领域。
然而,在实际应用中,我们可能会遇到运算放大器烧毁的情况,给电路性能和系统稳定性带来了严重影响。
1.2 文章结构本文将分为六个部分进行描述和讨论。
首先是引言部分,在这一部分中将对文章内容和结构做简单介绍。
接下来是第二部分,概述运算放大器烧毁的原因,包括运算放大器简介、烧毁现象描述以及其重要性与影响说明。
第三部分将详细讲解第一个原因:过电流或过功率引起的烧毁现象,并提供一些实际案例。
第四部分将探讨反向连接和过电压导致运算放大器烧毁的机制,并提供相应的防护措施和建议。
接着,在第五部分中,我们将讨论温度问题以及静电击穿对运算放大器的影响,并提供有效方法来降低温度和防止静电击穿。
最后,在第六部分中,我们将总结运算放大器烧毁的原因,并强调预防措施的重要性,同时提出对未来发展方向以及改进建议。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解运算放大器烧毁的原因,从而增强在电子系统设计和维护中的能力。
通过深入剖析不同原因导致的烧毁现象,并介绍相应的防护措施和建议,可以帮助读者避免或减少类似问题出现。
同时,通过对未来发展方向和改进建议进行探讨,可以促进运算放大器技术的进一步创新与发展。
总之,本文旨在为读者提供关于运算放大器烧毁原因的全面解释和解决方案参考。
2. 运算放大器烧毁的原因概述2.1 运算放大器简介运算放大器(Operational Amplifier,OA)是一种高增益电子放大器,用于增强电信号。
它通常由多个晶体管和电阻构成,并具有两个输入端、一个输出端和供电端。
2.2 烧毁现象描述运算放大器的烧毁指的是其无法正常工作,通常表现为产生过大的温度、停止放大信号、输出异常或完全损坏等情况。
烧毁的运算放大器可能会引发电路故障,导致整个系统失效。
使用运算放大器时需要注意的几个重要问题
使用运算放大器时需要注意的几个重要问题
引言
运算放大器最初诞生时是用来作为各种模拟信号的运算,这个名字后来一直沿用至今,但是现在已经不仅仅是所谓的“运算”了,如今它充当的角色更多的是“信号调理兼放大”。
信号放大可以说是对模拟信号最基本的处理了,放大的本质是能量的控制和转换,它在输入信号的作用下,通过放大电路将直流电源的能量转化成负载所获得的能量,使得负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量,这也就说明,负载上总是获得比输入信号大得多的电压或者电流,有时这两种情况都发生。
以下是我们在使用运算放大器时需要注意的几个重要问题,我争取用最简单的原理图以“看图说话”的方式来说清楚我要表达的意思,以免给工程师朋友带来不必要的视觉疲劳.
1、首先应该好好理解运放的最简模型
从运放的原理来说,我们可以将运放看成是一个压控电压源,其中,运放。
运算放大器电路的误差分析+汇总.
1. 共模抑制比KCMR为有限值的情况集成运放的共模抑制比为有限值时,以下图为例讨论。
VP=ViVN=Vo共模输入电压为:差摸输入电压为:运算放大器的总输出电压为:vo=A VD v ID+A VC v IC闭环电压增益为:可以看出,AVD和KCMR越大,AVF越接近理想情况下的值,误差越小。
2.输入失调电压V IO一个理想的运放,当输入电压为0时,输出电压也应为0。
但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。
通常在输入电压为0时,存在一定的输出电压。
解释一:在室温25℃及标准电源电压下,输入电压为0时,为使输出电压为0,在输入端加的补偿电压叫做失调电压。
解释二:输入电压为0时,输出电压Vo折合到输入端的电压的负值,即V IO=- V O|VI=0/A VO输入失调电压反映了电路的对称程度,其值一般为±1~10mV3.输入偏置电流I IBBJT集成运放的两个输入端是差分对管的基极,因此两个输入端总需要一定的输入电流I BN和I BP。
输入偏置电流是指集成运放输出电压为0时,两个输入端静态电流的平均值。
输入偏置电流的大小,在电路外接电阻确定之后,主要取决于运放差分输入级BJT的性能,当它的β值太小时,将引起偏置电流增加。
偏置电流越小,由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也越小。
其值一般为10nA~1uA。
4.输入失调电流I IO在BJT集成电路运放中,当输出电压为0时,流入放大器两输入端的静态基极电流之差,即I IO=|I BP-I BN| 由于信号源内阻的存在,I IO会引起一个输入电压,破坏放大器的平衡,使放大器输出电压不为0。
它反映了输入级差分对管的不对称度,一般约为1nA~0.1uA。
5.输入失调电压VIO、输入失调电流IIO不为0时,运算电路的输出端将产生误差电压。
设实际的等效电路如下图大三角符号,小三角符号内为理想运放,根据VIO和IIO的定义画出。
为了分析方便,假设运放的开环增益AVO和输入电阻Ri均为无限大,外电路电阻R2=R1||Rf,利用戴维南定理和诺顿定理可得两输入端的等效电压和等效电阻,如下图所示则可得同相输入端电压反向输入端电压因AVO→∞,有V P≈V N,代入得Vo=(1+Rf/R1)[VIO+IIB(R1||Rf-R2)+ IIO(R1||Rf+R2)]当取R2=R1||Rf时,由输入偏置电流IIB引起的输入误差电压可以消除,上式可简化为V o=(1+R f/R1)(V IO+I IO R2)可见,1+Rf/R1 和R2越大,V IO和I IO引起的输出误差电压越大。
放大器应用注意问题
以下是我们在使用运算放大器时需要注意的几个重要问题。
1)首先应该好好理解运放的最简模型:从运放的原理来说,我们可以将运放看成是一个压控电压源,其中,运放的输出由受控电压源提供,而受控电压源的控制电压就是输入端的差分电压,如下图所示:2)运放输出端的电流约束仍然遵循Kirchhoff电流定律这里不能认为流过反馈电阻Rf的电流和流过负载电阻RL的电流是相等的,因为电流i是“有机会”流入运放的输出端的,这是由芯片内部的构造决定的,尤其是高精度应用时应该好好提防这一点。
3)使用运放时需要注意由电阻自身杂散电容而产生的影响这个反向比例运算电路的增益函数如下:这里,C1会使得频率特性出现尖峰脉冲,而C2会使得高频领域的增益下降,从而导致频率特性恶化!对于一般的低频应用而言,这个因素是可以“视而不见”的,但是如果需要低噪声环境的话,就需要尽量减小Ri和Rf的阻值,因为这样可以减小杂散电容的影响,或者干脆使用高精度的电阻也行,如果开发成本允许的话。
4)对于反馈系数的量化问题不应该含糊:从这两个图可以看出,虽然他们的增益绝对值是一样的,都是1,说白了这两个电路都可以看作是一个电压跟随器。
显然图(b)的负反馈系数要大,性能应该会更好,但是它防止振荡的能力却不如图(a)的电路,因为它对于信号的变化过于“敏感”。
所以在实际设计电路时,对于反馈系数的量化问题是不能含糊的,它很大程度地决定了系统的“稳”、“快”、“准”这三个方面。
最终的电路设计应该是这三个方面的折中,以此达到传说中的性能最优化。
5)单电源供电时需注意输出电压摆幅的问题:如上图所示,由于是单电源供电,那么运放的两个输入端必须加有直流偏压,而且为了使电路的输出电压的动态范围最大化,一般要求VP=VN=VCC/2。
此外,这里运放的输入、输出端的直流电位不为零,So,需要采用电容(C1、C2)来耦合信号。
6)得注意运放的输入寄生电容:由于运放的内部结构因素,导致运放具有数pF~数十pF的输入寄生电容,这自然使得运放的稳定性变差了,输入寄生电容会和输入电阻一起形成一个容易被人忽略的LPF,倘若输入信号的频率超过一定值,则就会丢失信息。
运算放大器习题
第11章 运算放大器一、填空题1.集成运算放大器工作在线性区时,两输入端的电位可以近似为U + U -。
2.理想运算放大器的“虚短”和“虚断”的概念,就是流进运放的电流为 ,两个输入端的电压为 ,为保证运放工作在线性状态,必须引入 反馈。
3.为了工作在线性工作区,应使集成运放电路处于 状态;为了工作在非线性区,应使集成运放电路处于 状态。
4.输入电阻很大的运算电路是 比例运算放大器,电路中引入的是 负反馈。
5.电压比较器中的集成运放通常工作在 区,电路工作在 状态或引入 反馈。
6.在模拟运算电路时,集成运算放大器工作在 区,而在比较器电路中,集成运算放大器工作在 区。
7.过零比较器可将正弦波变为 波,积分器可将方波变为 波。
二、选择题1.为了工作在线性工作区,应使集成运放电路处于 状态;为了工作在非线性区,应使集成运放电路处于 状态。
A.正反馈B.负反馈C.正反馈或无反馈D.负反馈或无反馈2.关于理想集成运放的输入电阻和输出电阻论述正确的是 。
A.输入电阻为∞,输出电阻为0B.输入电阻为0,输出电阻为∞C.输入电阻和输出电阻均为∞D.输入电阻和输出电阻均为03.右图所示电路的反馈类型和极性是 。
A.电压串联负反馈B.电压串联正反馈C.电压并联负反馈D.电压并联正反馈4.右图所示电路的电压放大倍数为 。
A.R R A F uf -=B.R R A F uf =C.R R A F uf +=1D.RR A F uf -=15.实现积分运算的电路是。
6.如图所示电路,当输入方波信号时,电路的输出波形为。
A.正弦波B.矩形波C.三角波D.尖脉冲7.为了从信号中提取高频部分,应选用。
A.低通滤波器B.带通滤波器C.高通滤波器D.带阻滤波器8.为防止50Hz电网电压干扰混入信号之中,应选用。
A.低通滤波器B.带通滤波器C.高通滤波器D.带阻滤波器9.为获取信号中的直流成分,应选用。
A.低通滤波器B.带通滤波器C.高通滤波器D.带阻滤波器10.收音机用于选台的滤波器应为。
电子电路中的运算放大器问题解析与调试
电子电路中的运算放大器问题解析与调试电子电路的运算放大器(operational amplifier)是一种常见且重要的电子器件,广泛应用于信号处理、控制系统、测量设备等领域。
本文将对运算放大器的问题进行解析与调试。
通过以下几个方面展开论述:一、运算放大器的基本原理与特性运算放大器是一种差模放大器,具有高增益、输入阻抗高、输出阻抗低等特点。
其基本原理是利用反馈电阻来控制输出信号,并且具有两个输入端口,一个输出端口和一个电源端口。
在正常工作情况下,运算放大器的输入端口具有相等的电势,通过调节反馈电阻可以实现不同的功能,比如放大、求和、补偿等。
二、常见问题及解决方法1.偏置电压问题:运算放大器的输入端口有一个偏置电压,可能导致输出信号不稳定或误差较大。
解决方法是通过添加一个偏置电流来抵消偏置电压,或者使用双电源供电方式。
2.共模干扰问题:当输入信号中出现共模干扰时,可能导致输出信号失真。
解决方法是增加输入端口的共模抑制比,或者使用差分输入。
3.频率响应问题:运算放大器的增益往往并非在所有频率下都一致,可能存在频率响应差异。
解决方法是选择适当的运放型号,或者采用补偿电路来改善频率响应。
4.幅度失真问题:在输出信号幅度达到极限时,可能出现幅度失真。
解决方法是调整电源供电范围或增加输出级电源电压。
三、调试技巧与方法1.接地问题:运算放大器的接地要牢固可靠,避免接地杂散电流影响信号质量。
2.输入电阻匹配问题:输入信号源的电阻要与运算放大器的输入端口电阻匹配,避免信号衰减或失真。
3.电源稳定性问题:稳定的电源是运算放大器工作的基础,要保证电源电压的稳定性和纹波。
4.反馈电路设计问题:合理的反馈电路可以使运算放大器的性能更好,包括稳定性、增益、频率响应等。
四、实际案例分析通过实际案例的分析,可以更深入理解运算放大器问题的解析与调试。
例如,当应用于音频放大器时,如何解决功率放大不足、失真过大等问题。
结语运算放大器在电子电路中起到了至关重要的作用,了解问题分析与调试方法对于确保电路的正常运行至关重要。
运算放大器时需要注意的几个重要问题
运算放⼤器时需要注意的⼏个重要问题运算放⼤器时需要注意的⼏个重要问题以下是我们在使⽤运算放⼤器时需要注意的⼏个重要问题。
1)⾸先应该好好理解运放的最简模型:从运放的原理来说,我们可以将运放看成是⼀个压控电压源,其中,运放的输出由受控电压源提供,⽽受控电压源的控制电压就是输⼊端的差分电压,如下图所⽰:2)运放输出端的电流约束仍然遵循Kirchhoff电流定律这⾥不能认为流过反馈电阻Rf的电流和流过负载电阻RL的电流是相等的,因为电流i是“有机会”流⼊运放的输出端的,这是由芯⽚内部的构造决定的,尤其是⾼精度应⽤时应该好好提防这⼀点。
3)使⽤运放时需要注意由电阻⾃⾝杂散电容⽽产⽣的影响这个反向⽐例运算电路的增益函数如下:这⾥,C1会使得频率特性出现尖峰脉冲,⽽C2会使得⾼频领域的增益下降,从⽽导致频率特性恶化!对于⼀般的低频应⽤⽽⾔,这个因素是可以“视⽽不见”的,但是如果需要低噪声环境的话,就需要尽量减⼩Ri和Rf的阻值,因为这样可以减⼩杂散电容的影响,或者⼲脆使⽤⾼精度的电阻也⾏,如果开发成本允许的话。
4)对于反馈系数的量化问题不应该含糊:从这两个图可以看出,虽然他们的增益绝对值是⼀样的,都是1,说⽩了这两个电路都可以看作是⼀个电压跟随器。
显然图(b)的负反馈系数要⼤,性能应该会更好,但是它防⽌振荡的能⼒却不如图(a)的电路,因为它对于信号的变化过于“敏感”。
所以在实际设计电路时,对于反馈系数的量化问题是不能含糊的,它很⼤程度地决定了系统的“稳”、“快”、“准”这三个⽅⾯。
最终的电路设计应该是这三个⽅⾯的折中,以此达到传说中的性能最优化。
5)单电源供电时需注意输出电压摆幅的问题:如上图所⽰,由于是单电源供电,那么运放的两个输⼊端必须加有直流偏压,⽽且为了使电路的输出电压的动态范围最⼤化,⼀般要求VP=VN=VCC/2。
此外,这⾥运放的输⼊、输出端的直流电位不为零,So,需要采⽤电容(C1、C2)来耦合信号。
运算放大器的特点及在实际应用中应注意的问题
运算放大器的特点及在实际应用中应注意的问题运算放大器的特点及在实际应用中应注意的问题1. 什么是运算放大器?运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种集成电路,用于增强电压信号。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、大共模抑制比、宽带宽等特点。
运算放大器的符号一般为一个三角形,表示正极性输入端,一个倒三角形,表示负极性输入端,还有一个输出端。
2. 运算放大器的特点运算放大器具有许多特点,使其成为电子电路中常用的元件之一。
运算放大器的增益非常高,可以达到几十到几百倍,因此可以放大微弱的信号。
运算放大器具有高输入阻抗,低输出阻抗,这表明它对外部电路几乎没有负载效应。
运算放大器的共模抑制比很大,能够有效抑制共模信号对差分信号的干扰。
运算放大器还具有很宽的带宽,能够处理各种频率的信号。
3. 在实际应用中应注意的问题在实际应用中,运算放大器有一些需要注意的问题。
运算放大器需要供电,因此对于电源的稳定性要求较高。
运算放大器在设计电路时需要考虑电路的稳定性和可靠性,尽量避免引入负反馈使其超调或者发生不稳定。
温度的变化也会影响运算放大器的性能,因此需要在设计时考虑环境温度对电路性能的影响。
对于高精度的应用,还需要考虑运算放大器的漂移和噪声等问题,采取合适的措施进行补偿和滤波。
4. 个人观点和理解在我看来,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。
然而,在实际应用中,我们需要充分了解它的特点,并注意电源、稳定性、温度、漂移和噪声等问题,以保证电路的性能和可靠性。
总结回顾:通过本文的一系列讨论,我们详细分析了运算放大器的特点及在实际应用中应注意的问题。
我们介绍了运算放大器的基本特点,包括高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、大共模抑制比、宽带宽等。
我们讨论了在实际应用中需要注意的问题,包括电源稳定性、电路稳定性、温度影响、漂移和噪声等。
我们共享了个人观点和理解。
提高习题 -运算放大器
运算放大器1.电路如图1所示,运放的开环电压增益A v o =106,输入电阻r i =109Ω,输出电阻r o=75Ω,电源电压V 1=+10V ,-V 2=-10V 。
(1)求运放输出电压为饱和值时的输入电压的最小幅值v p -v n =?(2)输入电流i i =?图12.电路如图1所示,运放的A v o =2×105,r i =2M Ω,r o =75Ω,V +=12V ,V -=-12V ,设输出电压的最大饱和电压值±V om =±11V ,试定量画出它的电压传输特性。
3.(1)设计一同相放大电路,如图3a 所示,其闭环增益A v =i o /v v =10,当v i =0.8V 时,流过每一电阻的电流小于100 μA ,求R 1和R 2的最小值;(2)设计一反相放大电路,如图3b 所示,使其电压增益v A =i o /v v =-8,当输入电压v i =-1V 时,流过R 1和R 2的电流小于20 μA ,求R 1和R 2的最小值。
ov o(a ) (b )图34.电流一电压转换器如图4所示,设运放是理想的。
设光探测试仪的输出电流i s 作为运放输入电流i s ;信号内阻R s >> R i ,试证明输出电压v o =-i s R 。
i图45.一高输入电阻的桥式放大电路如图5所示,试写出o v =)(δf 的表达式δ(=)/R R ∆。
v A图56.仪用放大器电路如图6所示,设电路中R 4=R 3,R 1'=1k Ω,R 1=R 1'+R p ,若要求电压增益在5~400之间可调,试选取R 2、R P 、R 3和R 4的阻值,但电路中每个电阻值必须小于250k Ω。
v R1=R图67.同相输入加法电路如图7a 、b 所示,(1)求图a 输出电压v o 表达式。
当R 1=R 2=R 3=R 4时,v o =?(2)求图b 输出电压v o 表达式,当R 1=R 2=R 3时,v o =?v v (a)v i1v i2(b)v i3图78.加减运算电路如图8所示,求输出电压v o 的表达式。
运算放大器 零点漂移
运算放大器零点漂移
运算放大器是现代电子技术中经常使用的一种电子元件,它在信号处理、放大、滤波等方面起着重要的作用。
然而,运算放大器也存在着一些问题,其中之一就是零点漂移。
所谓零点漂移,指的是运算放大器输出在零输入时的偏差。
如果输入为零,但输出不为零,那么就存在着零点漂移。
这种偏差可能是由于温度变化、电源电压波动或元件老化等因素导致的。
为了减少零点漂移的影响,可以采取以下措施:
1. 选择具有高稳定性的运算放大器。
这种运算放大器的零点漂移较小,适合在精密测量等场合使用。
2. 采用温度补偿电路。
在运算放大器电路中加入温度补偿电路,可以消除温度变化对零点漂移的影响。
3. 采用自动校正电路。
这种电路可以通过测量运算放大器的输出来自动校正零点漂移,提高系统的稳定性。
总之,运算放大器零点漂移是一个需要注意的问题,在实际设计中需要选用合适的元器件和措施来降低或消除它的影响。
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我用DAC0832做波形发生器,单缓冲输出端 我用的是RC低通滤波器。双极性输出端,在反馈电阻上并了个电容,结果波形平滑。但我分别只在这两种输出端 和地之间加个104的 电容,波形就没什么改观。请问为什么?
首先,运放的输出阻抗很低,直接在输出并联电容,相当于RC滤波器的R很小,所以RC常数很小,截止频率很高,滤波效果不明显。
1运算放大器反相输入的反馈的并联电容有什么用?
并接电容是为了消除高频干扰,因为高频杂波走电容形成全反馈,(也就是说,输出端的高频信号一部分通过电容返回输入端,不过 返回的信号跟输入的信号是不一样的,所以,就会有一部分高频信号被抵消了,最后反映到输出端的现象就是低频增益放大)
2运放的负反馈电阻两端并联一个电容,能起到滤波作用吗?能使输出波形变平滑吗??是如何工作的?
脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地
线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分
析。
(2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,
这也是其得名的原因。
2.同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么??
压信号,再在输出端取出一根线连到输入段,那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电
阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。因为信
号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。
5.运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么?
所以先放大还是先滤波,就是看你信号的能量多少,先衰减还是先注入能量。我们当然希望先衰减,把不需要的都过滤掉,然后放大,提高系统的稳定性。
如果信号特别微弱,真的需要先放大,有用没有的都放大,然后设计滤波器,把噪声过滤掉。但这些都需要一个前提,你对有用信号的频率特征要很明确。
其次,运放容性负载驱动能力较弱,这的这种使用方法,对运放不好。
解决方案是在运放输出先串联一个电阻R,再在其后连接电容C到地。
非常好的运算放大器基础(转)
1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么呢?
(1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。
芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引
(1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。
(2)防止自激。
3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果?
(1)烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。
4.在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用??
(1)是为了获得正反馈和负反馈的问题,这要看具体连接。比如我把现在输入电压信号,输出电
(1) 泄放电阻,用于防止输出电压失控。
7.运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果?
(1)同相反相端不平衡,输入为0 时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小)
一个固定的数。
—是先滤波再放大,还是先放大再滤波?
wkpthe 2014-2-4 上午10:06 (回复 ADIForum)
要根据实际情况:如果信号幅值比较大,可以先滤波,再放大。
但如果有用信号特别微弱的话,那肯定要先放大,再考虑滤波的;
有用信号本身有一个频率范围,噪声基本是全频率,不论滤波还是放大,噪声频率与信号频率接近的部分滤波器是不能滤掉的。如果滤掉了,那有用信号也一定被过滤掉了。滤波其实就是电路对不同频率的信号的响应是不同的。有用信号经过滤波器时,其实它本身也被滤掉了一部分,只是其他频段的信号被过滤的更多一些。放大器是对信号输入能量,但它对信号频率之外的信号也注入能量,只是多少的问题。