运算放大器的应用与选型
运放选型参数
运放选型参数摘要：一、运放简介二、运放选型参数1.增益带宽积2.输入偏置电流3.输入偏置电压4.共模抑制比5.输出电流和电压6.电源电压范围7.功耗三、运放选型实例1.确定应用场景2.根据参数进行选型3.实际应用案例四、总结正文：运放，全称为运算放大器，是一种模拟电子器件，广泛应用于各种电子设备和系统中。
作为核心组件，运放的选择至关重要，其中运放选型参数是重要的参考依据。
本文将详细介绍运放选型参数，并以实际案例进行说明。
首先，我们来了解一下运放的增益带宽积。
增益带宽积是运放的一个重要参数，表示运放能够处理信号的最大增益和带宽。
在选择运放时，应根据所需信号的增益和带宽来选取合适的增益带宽积。
输入偏置电流和输入偏置电压是衡量运放输入性能的重要参数。
输入偏置电流是指输入端电流的差值，输入偏置电压是指输入端电压的差值。
这两个参数对运放的输入阻抗和共模抑制比产生影响，需要根据实际应用场景进行选择。
共模抑制比是运放抑制共模信号的能力，它影响了运放在实际应用中的抗干扰性能。
在选择运放时，应根据共模抑制比来选取能够满足抗干扰要求的运放。
输出电流和电压是运放输出性能的重要参数。
输出电流表示运放能够驱动负载的最大电流，输出电压表示运放能够输出的最大电压。
在选择运放时，应根据实际应用中负载的电流和电压需求来选取合适的输出电流和电压。
电源电压范围和功耗是运放的两个重要电气参数。
电源电压范围表示运放能够正常工作的电源电压范围，功耗表示运放在工作过程中的能量消耗。
在选择运放时，应根据实际应用场景的电源电压和功耗要求来选取合适的运放。
下面通过一个实际应用案例来说明如何进行运放选型。
某智能家居系统需要一个用于信号放大的运放，信号增益需求为100倍，信号带宽为10kHz。
根据这些参数，我们可以选择一个增益带宽积大于100kHz的运放。
接下来，我们需要考虑运放的输入性能，输入偏置电流和输入偏置电压应满足系统对输入阻抗和共模抑制比的要求。
运算放大器参数说明及选型指南
运算放大器参数说明及选型指南一、运放的参数说明：1.增益：运算放大器的增益是指输出信号与输入信号之间的比值，通常用V/V表示。
增益可以是固定的，也可以是可调的。
增益决定了输出信号相对于输入信号的放大程度。
2.带宽：运算放大器的带宽是指在其增益达到-3dB时的频率范围。
带宽决定了运放的工作频率范围，对于高频应用，需要选择具有宽带宽的运放。
3.输入偏置电压：输入偏置电压是指在无输入信号时，运放输入端的直流偏置电压。
输入偏置电压可能会引入偏置误差，对于精密测量电路，需要选择输入偏置电压尽可能小的运放。
4.输入偏置电流：输入偏置电流是指在无输入信号时，运放输入端的直流偏置电流。
输入偏置电流可能会引起输入端的电平漂移，对于高精度应用，需要选择输入偏置电流尽可能小的运放。
5.输入偏置电流温漂：输入偏置电流温漂是指输入偏置电流随温度变化的比例。
输入偏置电流温漂可能会导致运放的工作点发生变化，对于温度变化较大的应用，需要选择输入偏置电流温漂较小的运放。
6.输入噪声：输入噪声是指在无输入信号时，运放输入端产生的噪声。
输入噪声可能会影响信号的纯净度，对于低噪声应用，需要选择输入噪声较低的运放。
7.输出电流：输出电流是指运放输出端提供的最大电流。
输出电流决定了运放的输出能力，在驱动负载电流较大的应用中，需要选择输出电流较大的运放。
8.输出电压：输出电压是指运放输出端能够提供的最大电压。
输出电压决定了运放的输出范围，在需要大幅度信号放大的应用中，需要选择输出电压较大的运放。
二、选型指南：1.确定应用需求：根据实际应用需求确定所需的放大倍数、带宽、输入/输出电压等参数。
例如，对于音频放大器，需要考虑音频频率范围、输出功率等因素。
2.选择性能指标：根据应用需求选择合适的性能指标。
不同应用对各个参数的要求可能会有所差异，需根据实际情况进行权衡与选择。
3.查询产品手册：查询供应商的产品手册或网站，获取相关产品的详细参数信息。
产品手册通常会提供各项参数的典型值和极限值，可以用于评估是否满足需求。
运算放大器选用规范
运算放大器选用规范1、基本特性和适用范围这里只适用于集成运算放大器。
集成运放是一种多级放大电路。
具有电压增益高，输入阻抗大，输出阻抗小，温度漂移小等优点。
集成运放按照按工艺分有标准双极性、BiFET，BiCMOS，CMOS运放。
集成运放作为一种高增益器件广范用于模拟运算、有源滤波、信号产生与变换等各种电子系统中。
2、应用原则2.1、选择原则对一般的信号处理，检测，工作频率低（低于10K），对失调电压不是很敏感的应用可选一般的运放，如LM358，LM324等运放。
对高阻信号源，应选用与其阻抗相匹配的高输入阻抗运放，如TL082，LF353；对高频信号处理中，应选用高速、宽频带运放；对小信号的放大，检测，应选用高精度，低温漂，和低噪声运放。
如OP07。
根据运放工作的环境条件来确定对运放极限参数的要求：根据运放的最大差模输入电压确定输入信号的变化范围。
根据供电方式对耗能的限制，来确定运放是否要求低功耗器件；根据运放的工作环境对体积和集成度的要求，来决定是否采用双运放或四运放。
一般尽量选用双运放。
根据运放工作的环境条件，来确定其工作温度范围。
对温度级别C，I，M的使用要求。
一般对于用于工业系统，环境较恶劣，野外作业类的应用条件下或实际环境温度相当低条件下须用工业级的器件，如变频器；对工作环境较好，大部分时间在室内，UPS，一次电源。
同时可根据实际要求选用不同级别。
对于应用中尽量减小多级别的器件混用。
2.2、参数规范运放有单电源运放和双电源运放，其降额值低于极限电压的80%，电源电压降额后如果小于推荐的正常工作电压，应采用推荐的工作电压。
一般的电压选择5V、8V，12V及相应的正负值，同电压调整器的归一化保持一致。
输入差模电压降额低于其极限值的70%，并不得高于电源电压。
输入共模电压降额低于其极限值的90%。
一般最大共模电压为Vss+2V~Vcc-2V（双电源），0~Vcc-2V（单电源）。
最高结温一般要求接近环境温度。
理想运算放大器的分析与应用
运算放大器能够实现多种信号处理功能，如加减 运算、积分、微分、滤波等，广泛应用于模拟电 路中的信号处理环节。
电路平衡
运算放大器在电路中起到平衡作用，能够减小电 路中元件参数对输出信号的影响，提高电路的稳 定性。
信号放大与处理
电压放大
01
运算放大器能够将微弱的输入电压信号放大到所需的幅度，广
泛应用于传感器信号的放大和处理。
电流放大
02
运算放大器也可以将微弱的输入电流信号转换成电压信号，实
现电流的放大和处理。
滤波
03
通过在运算放大器电路中加入适当的RC或LC元件，可以实现低
通、高通、带通和带阻滤波器，对信号进行滤波处理。
信号源与比较器
信号源
运算放大器可以作为信号源使用，通 过反馈和正反馈电路，产生方波、三 角波、正弦波等波形。
音频信号放大
理想运算放大器具有高放大倍数和低失真特性，可用于放大微弱的 音频信号，如麦克风输入的信号。
音频信号滤波
理想运算放大器可以与RC电路配合使用，实现低通、高通、带通和 带阻滤波器，对音频信号进行滤波处理。
音频信号比较
理想运算放大器可以用于比较两个音频信号的幅度，例如用于音量控 制或音频切换。
当输入信号过大时，输出电压会达到电源电压， 导致输出信号失真。
截止失真
当输入信号过小或为零时，输出电压会接近零， 导致输出信号失真。
双向限幅失真
当输入信号在一定范围内变化时，输出电压会在 电源电压和零之间变化，导致输出信号失真。
频率响应分析
低频增益
低频增益是指运算放大器在低频时的电压增益。低频增益越高， 运算放大器的低频性能越好。
带宽增益乘积
带宽增益乘积是指运算放大器的带宽和增益的乘积。带宽增益乘积 越大，运算放大器的高频性能越好。
运算放大器的参数、选型与应用
运算放大器的参数、选型与应用唐桃波长江大学国家级电工电子实验教学示范中心创新基地长江大学石油仪器研究室1•1930年TI的前身Geophysical service inc.成立，主要研发地震仪与石油探测仪。
•1950年Geophysical service inc.上市同时改名为TI。
•1956年Burr-Brown Research公司成立。
•1958年7月TI公司的Jack Kilby发明了集成电路(integrated circuit)简称IC。
•1963年Fairchild公司的Bob widlar发明了世界上第一片世界公认的单片集成电路运放μA702但是不是很成功。
•1965年1月MATT LORBER和RAY STATA创建了ADI公司。
•1965年11月Fairchild公司的Bob widlar发明了μA709大获成功，但是μA709不稳定,易烧坏，易锁闭。
•1967年Bob widlar离开Fairchild加入NSC（National Semiconductor后并入TI），同年发表了LM101，后来陆续开发了LM301,LM307，LM308，LM318，LM309等运放。
•1969年Fairchild公司的Dave Fullagar发表了发明了世界上第一款内置30pF相位补偿电容的运放μA741一直应用至今，现在还是各大高校模电实验的首选运放。
2•1975年PMI公司的George Erdi发表了世界上第一款精密运放OP07（后逐渐发展出OP27 OP37 OP177及OP27的JFET版本OPA627，OP37的JFET版本OPA637）.由于OP07太过经典，各大公司都推出了自己的相关产品。
•1972年NSC公司的Russell and Frederiksen引入新技术设计出LM324.•1975年RCA公司发布了CMOS运放CA3130.•1976年NSC公司发布了JFET运放LF356.•1978年TI发布了TL06X TL07X TL08X系列低价格JFET运放。
运算放大器的应用和选型
理想运算放大器有下列两个重要特性：
(1) 理想运算放大器的输出为有限电压时，两个输入端之间的电压 差为0—“虚短” 注：对于实际的运放，在闭环工作时“虚短”才成立。 (2) 理想运放两个输入端的电流为 0。 分析运放电路的输出-输入关系时，利用上述两个特性。
EC
一、运放参数
主要参数 -最大额定值(极限参数)
输入缓冲+宽带压控增益放大+宽带功率驱动
理论分析
第一个问题，要求输入阻抗>1M 欧姆
输入缓冲：选择FET型输入的高速放大器
TI的电压反馈型FET高速放大器
理论分析 第二个问题，要求大带宽且高压摆率。
带宽增益积：
题目中要求放大器最大电压增益AV=60dB，即Gain=1000。 放大器的通频带0～10MHz，所以本放大器的带宽增益积为 GBP = 1000 * 10M = 10G 单个放大器是很难达到10G的GBP，所以我们考虑多级放大器 级联。 题目中要求放大器输出信号：10VRMS，负载为50 欧姆 输入信号：正弦波，10MHz SR=|dV/dt|max=Vppω=3517 V/μs 当信号幅度较大时，压摆率常常比带宽更占据主导地位，通常 来说，电压反馈放大器的压摆率一般在500V/uS 以下，对于电 流反馈放大器拥有的数千V/us 的压摆率。
功率级的 20dB放大 器部分： 选择±18V 供电的电 流反馈放 大器 THS3001HV 来实现大 电压的高 速信号输 出。
理论分析
第三个问题：实现增益步进可调
程控增益放大器
带宽和压摆率远远不够10MHz放大如此多倍的要求。 压控增益放大器
运放的选择及在ADC中的应用
运算放大器是模拟电路设计中非常重要的电子元件。
在传感器采集电路设计以及其他模拟信号调节设计中应用很广。
因此有必要就如何选择运放的问题进行一次整理。
除了对运放参数指标的整理外，本文还以某个ADC等为例，详细讲述了如何结合当前系统实现运放的合理应用。
笔者功力有限，文中不周之处，请不吝赐教。
运放的产生与内部工作原理在此不作阐述，具体详情可查看任何模拟电路书籍。
下文将对运放的功能与分类、输入、输出性能指标、噪声与电源理论以及运放实例应用等四部分逐一说明。
一、运放的功能与分类从工程上讲，按照集成程度来讲，运放一般可分为独立运放芯片和内含分立元件的运放，如图1所示。
独立运放具有一般运放的所有功能，具体功能可根据使用者的需要，配合外部分立元件自行设计。
内含分立元件的运放芯片，可选择的输出方式会被限制为特定的几种，当在输出效果上会比独立的运放好很多。
内含电阻的运放ina133独立运放OPA130图1以图1的两个片子为例，ina133的应用电路为图2所示。
如果对ina133的2,3引脚外部再连接25K电路使其变成1/2倍数电路，则精度会大大增加。
由原有的1-2mv变为几十mv。
（笔者所做实验片子类型不多，在此仅表述现象）图2运放的功能一般可分为以下四个：放大器：主要用于改变信号的幅度。
缓冲器：隔离输入输出，完成阻抗匹配（输入端高阻，输出端低阻），一般用于ADC的设计，当然在其他三类功能中也能体现。
滤波器：设计不同类型的滤波器，消除信号源以外的其他干扰和噪声。
现在集成度滤波器很多，只需要外部配备电阻，选择滤波的频率范围即可。
其他各种运放功能：积分、微分、乘法、对数等等。
对于ADC设计而言，前三种功能根据具体面向对象都有所涉及。
主要以缓冲器为主，缓冲器作为ADC的一部分，除了缓冲以外，同时还承担着放大器的工作。
常见ADC运放与AD的匹配环节，运放作为放大器只做跟随器设计，当然也有缩小信号的设计等。
除了上述分类以外，运放也可以按照反馈方式分为：电压反馈与电流反馈两种，记作VFA与CFA。
运算放大器选型指南
运算放大器选型指南运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种重要的电子元件，广泛应用于各种电子设备和电路中。
它具有输入阻抗高、增益稳定、输出能力强等特点，可放大输入信号并输出放大后的信号，被用于放大、滤波、比较、积分、微分等多种信号处理应用。
在进行运算放大器选型时，需要考虑以下几个因素：1.功能要求：首先要明确需要运算放大器实现的功能。
不同的应用场景需要不同的功能要求，比如需要放大直流或交流信号，需要实现滤波、比较、积分、微分等功能。
2.参数指标：选择合适的运算放大器要考虑其参数指标，如增益带宽积、输入与输出电压范围、电源电压范围、偏置电压、输入偏置电流、输出阻抗等。
这些参数指标对于实现具体的应用要求至关重要。
3.精度要求：根据应用需求考虑运算放大器的精度要求，如增益的稳定性、输入和输出的精度、温度漂移、噪声等。
一般来说，要求精度越高的应用，选择的运算放大器性能要求也相对较高。
4.效率和成本：运算放大器的效率和成本也是选型中的考虑因素。
效率指的是运算放大器的功耗和能耗，可以根据实际需求选择功耗较低的型号。
成本包括器件本身的价格和其他外部元件的成本，需要综合考虑投资和应用需求。
5.兼容性和可靠性：考虑运算放大器的兼容性和可靠性，特别是在多个放大器组成的电子系统中，要保证各个放大器之间的配合和运行稳定性。
在具体选型时，可以参考厂商提供的数据手册和技术规格表，查找满足应用需求的运算放大器型号。
此外，也可以借鉴其他工程师的经验和评价，了解不同型号的优缺点，从而做出更好的选择。
总结起来，在运算放大器选型时要考虑功能要求、参数指标、精度要求、效率和成本、兼容性和可靠性等因素，根据实际需求选择合适的型号。
最后，进行实际应用前，还需通过实验和测试验证选型的正确性和可靠性。
模拟电路设计中的运算放大器选择与应用
模拟电路设计中的运算放大器选择与应用
在模拟电路设计中，运算放大器是一种常用的集成电路器件，用于放大信号、
滤波、比较电压等各种功能。
选择合适的运算放大器并正确应用是设计中至关重要的一环。
在选择运算放大器时，首先要考虑的是其性能参数。
常见的性能参数包括增益
带宽积、输入偏置电流、输入偏置电压、共模抑制比、失调电压等。
根据实际需求选择相应性能参数的运算放大器，可以保证电路的性能。
在应用运算放大器时，最常见的应用之一是作为信号放大器。
通过适当选择反
馈电阻的数值，可以实现对输入信号的放大。
此外，运算放大器还可以用于比较器、积分器、微分器等电路中。
在设计这些电路时，需要充分了解运算放大器的特性，并根据需要合理选择。
另外，运算放大器还可以通过与其他器件的组合应用，实现更加复杂的功能。
例如，结合电容器可以实现滤波器的设计，结合二极管可以实现压缩器的设计，结合开关可以实现开关电路的设计。
在设计这些复杂功能时，需要考虑到所有元器件的特性，并综合考虑各种影响因素。
总之，选择合适的运算放大器并正确应用，是模拟电路设计中不可或缺的一部分。
只有充分理解运算放大器的性能参数和特性，并灵活运用，才能设计出稳定可靠、性能优良的电路。
希望以上内容对您有所帮助。
如果有其他问题，欢迎随时向我咨询。
运算放大器分类、作用及运放的选型
运算放大器分类、作用及运放的选型展开全文运算放大器分类、作用及运放的选型，详细解析了运算放大器的特点、工艺、功能、性能、参数、指标和运算放大器的对信号放大的影响和运放的选型举例，并附有常见运算放大器列表!1. 模拟运放的分类及特点模拟运算放大器从诞生至今，已有40多年的历史了。
最早的工艺是采用硅NPN工艺，后来改进为硅NPN-PNP工艺(后面称为标准硅工艺)。
在结型场效应管技术成熟后，又进一步的加入了结型场效应管工艺。
当MOS管技术成熟后，特别是CMOS技术成熟后，模拟运算放大器有了质的飞跃，一方面解决了低功耗的问题，另一方面通过混合模拟与数字电路技术，解决了直流小信号直接处理的难题。
经过多年的发展，模拟运算放大器技术已经很成熟，性能曰臻完善，品种极多。
这使得初学者选用时不知如何是好。
为了便于初学者选用，本文对集成模拟运算放大器采用工艺分类法和功能/性能分类分类法等两种分类方法，便于读者理解，可能与通常的分类方法有所不同。
1.1.根据制造工艺分类根据制造工艺，目前在使用中的集成模拟运算放大器可以分为标准硅工艺运算放大器、在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器、在标准硅工艺中加入了MOS工艺的运算放大器。
按照工艺分类，是为了便于初学者了解加工工艺对集成模拟运算放大器性能的影响，快速掌握运放的特点。
标准硅工艺的集成模拟运算放大器的特点是开环输入阻抗低，输入噪声低、增益稍低、成本低，精度不太高，功耗较高。
这是由于标准硅工艺的集成模拟运算放大器内部全部采用NPN-PNP管，它们是电流型器件，输入阻抗低，输入噪声低、增益低、功耗高的特点，即使输入级采用多种技术改进，在兼顾起啊挺能的前提下仍然无法摆脱输入阻抗低的问题，典型开环输入阻抗在1M欧姆数量级。
为了顾及频率特性，中间增益级不能过多，使得总增益偏小，一般在80~110dB之间。
标准硅工艺可以结合激光修正技术，使集成模拟运算放大器的精度大大提高，温度漂移指标目前可以达到0.15ppm。
运算放大器参数说明及选型指南（本文来源于网络，经整理转载于此）
运算放大器参数说明及选型指南（本文来源于网络，经整理转载于此）运算放大器参数说明及选型指南(本文来源于网络，经整理转载于此)一。
运算放大器的专业术语1 bandwidth 带宽: 电压增益变成低频时1/（2 )的频率值2 共模抑制比：common mode rejection ratio3 谐波失真：harmonic distortion 谐波电压的均方根值的和/基波电压均方根值4 输入偏置电流：input bias current 两输入端电流的平均值5 输入电压范围：input voltage range共模电压输入范围运放正常工作时输入端上的电压；6 输入阻抗:input impendence Rs Rl指定时输入电压与输入电流的比值7 输入失调电流input offset current 运放输出0时，流入两输入端电流的差值；8 输入失调电压 input offset voltage 为了让输出为0，通过两个等值电阻加到两输入端的电压值9 输入电阻：input resistance:任意输入端接地，输入电压的变化值/输入电流的变化值10 大信号电压增益：large-signal voltage gain 输出电压摆幅/输入电压11 输出阻抗：output impendence Rs Rl指定时输出电压与输出电流的比值12 输出电阻：output resistance 输出电压为0，从输出端看进去的小信号电阻13 输出电压摆幅：output voltage swing 运放输出端能正常输入的电压峰值；14 失调电压温漂 offset voltage temperature drift15 供电电源抑制比：power supply rejection 输入失调电流的变化值/电源的变化值16 建立时间 settling time 从开始输入到输出达到稳定的时间；17 摆率：slew rate输入端加上一个大幅值的阶跃信号的时候输出端电压的变化率18 电源电流 supply current19 瞬态响应 transient response 小信号阶跃响应20 单位增益带宽unity gain bandwirth 开环增益为1时的频率值21 电压增益 voltage gain 指rs rl固定时输出电压/输入电压二。
运算放大器的参数、用途、分类和选型
运算放大器分析Part1 静态特性一、电位分析体系首先，运放的电源输入Vcc和Vss(或者是GND)确定后，运放的Vcc-GND(-Vss)电位体系就确定了，这是运放电位体系的基础(如下图)。
通过这个电位体系再去分析运放的输入端V+与V-就会自然引出共模信号(common-mode signal)、差模信号(Differential mode signal)、共模抑制比(CMRR，单位dB)、共模输入范围(CMVR)…….等一系列概念。
最后注意一点：运放动态电压输出范围(Output Voltage Swing)——普通运放低于电源电压1-2V 动态输出范围与电源电压相同的我们称之为轨到轨运放(Rail-Rail)紧急补充！！实际情况中，运放输入的共模电压变化时，也会引起输出变化。
运放设计时要减小这种现象，所以用CMRR来衡量这个性能。
二、关于运放的开环增益在不具负反馈情况下(开环路状况下)，运算放大器的放大倍数称为开环增益，简称AOL。
这句话简单的定义了运放的开环增益。
理想运放的开环增益Aol是无穷大的。
这是我们在模电课本上学到的运放的一条基本知识。
但现实总是残酷的，残酷到所有的运放的开环增益都不是无穷大，它是一个有限值。
实际的运放的开环增益，有高有低，并且会随温度变化，这是我们不想看到的。
PS:运放Datasheet里标示的Bode图和幅频曲线，指的是开环增益——切记！三、关于输入端电阻的说明运放分析时，输入端是“虚断”的，这用另一种方式解释就是输入阻抗无限大。
从工艺上讲：双极管运放输入——输入阻抗小(几百K左右)场效应管运放输入——输入阻抗大(几十M以上)——基本相当于虚断了具体设计对策如下图：四、输出阻抗…..有输入就有输出，但是——别指望运放的输出能带的动负载一般情况下，运放的开环输出阻抗约为几十欧姆，闭环输出阻抗几乎为0运放的最大输出电流一般约为10-20mA，不适合驱动太重的负载五、电压增益(Au)和噪声目前的运放电压增益可以达到100dB，足够折腾了运放输出的噪声与闭环增益、通频带有关六、失调电压(偏置电压)当运放两输入为零时，输出都有一定数值，即失调电压Vos。
运算放大器的参数选型与应用
运算放大器的参数选型与应用一、运算放大器的参数1.基本参数：（1）增益（A）：运算放大器的放大能力，通常以电压增益或电流增益表示。
（2）输入阻抗（Rin）：运算放大器对输入信号源的接收能力，一般较高，以保持输入信号源的电路完整性。
（3）输出阻抗（Rout）：运算放大器提供给负载的输出能力，一般较低，以最大限度地传递放大的信号。
（4）带宽（B）：运算放大器能够放大信号的频率范围。
（5）共模抑制比（CMRR）：运算放大器对共模信号的抑制能力。
2.典型参数：（1）输入偏置电压（Vio）：运算放大器非平衡输入端的直流电压差异。
（2）输入偏置电流（Iio）：运算放大器非平衡输入端的直流电流差异。
（3）输入偏置电流温漂（Iio TC）：运算放大器输入偏置电流随温度变化的程度。
（4）输入失调电压（Vos）：漏电流通过输出端电阻引起的电压差。
（5）输出失调电压（Vos）：输出电压与期望输出电压之间的差异。
二、运算放大器的选型1.输入信号要求：根据要放大的信号类型，确定所需的运算放大器是单电源还是双电源，是直流耦合还是交流耦合。
2.增益和带宽需求：根据系统设计的需求，选择具有足够放大增益和带宽的运算放大器。
3.供电电源需求：选择适合实际供电电源范围的运算放大器。
4.共模抑制比要求：根据具体应用的共模干扰程度确定所需的共模抑制比。
5.工作温度和封装要求：根据实际工作温度和应用环境，选择适合的运算放大器封装。
三、运算放大器的应用1.模拟电路放大：2.滤波器设计：3.比较器设计：4.阻容电路设计：5.仪器放大器设计：总结：运算放大器作为一种重要的电子元件，具有广泛的应用领域。
在使用运算放大器时，需要根据具体应用的需求来选择合适的运算放大器型号，并根据参数来进行电路设计和调试。
运算放大器的应用非常灵活，可以用于模拟电路放大、滤波器设计、比较器设计、阻容电路设计和仪器放大器设计等。
运放分类及选型
运放分类及选型对于较大音频、视频等交流信号，选SR （转换速率）大的运放比较合适。
对于处理微弱的直流信号的电路，选用精度比较高的运放比较合适（即失调电流，失调电压及温漂均比较小）运算放大器大体上可以分为如下几类：1、 通用型运放2、 高阻型运放3、 低温漂型运放4、 高速型运放5、 低功耗型运放6、 高压大功率型运放1、 通用型运放其性能指标能适合于一般性（低频以及信号变化缓慢）使用，例如741A μ，LM358（双运放），LM324及场效应管为输入级的LF356.2、 高阻型运放这类运放的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管的高输入阻抗的特点，但这类运放的输入失调电压较大。
这类运放有LF356、LF355、LF347、CA3130、CA3140等3、 低温漂型运放在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，希望运放的失调电压要小，且不随温度的变化而变化。
低温漂型运放就是为此设计的。
目前常用的低温漂型运放有OP07、OP27、OP37、AD508及MOSFET 组成的斩波稳零型低温漂移器件ICL7650等。
4、 高速型运放在快速A/D 及D/A 以及在视频放大器中，要求运放的转换速率SR 一定要高，单位增益带宽BWG 一定要足够大。
高速型运放的主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。
常见的运放有LM318、175A μ等。
其SR=50~70V/ms5、 低功耗型运放由于便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功耗的运放。
常用的低功耗运放有TL-022C ，TL-160C 等。
6、 高压摆大功率型运放运放的输出电压主要受供电电源的限制。
在普通运放中，输出的电压最大值一般仅有几十伏，输出电流仅几十毫安，若要提高多输出电压或输出电流，运放外部必须要加辅助电路。
高压大功率运放外部不需要附加任何电路，即可输出高电压和大电流。
D41运放的电源电压可达V 150±，791A μ运放的输出电流可达1A 。
运算放大器的应用与选型
TL81， GBW=2.5MHz，SR=8V/us 正弦信号的变化速率：
(d d)m u t a (d x ( U m s d2 itfn )) tm a 2 x fm U (c 2 fo )tt 0 s2 fm U
故要求 SR≥2πfUom （ Uom-输出电压振幅）
要求单级高增益（100倍以上）的放大器应采用高增益运放。 免调整（校准）设计或超低温漂要求时，采用“零失调、零漂移”
运放或低漂移运放：如AD857x、AD8638/9、OPA334/5、OP07等。 输入端需要接高电阻（如滤波器）时，可选低偏置电流的运放如场
效应管输入的运放，比 “零失调、零漂移”运放，如TL08x、LFxxx。 快变信号（如音频）放大器要选大压摆率（或大增益带宽积）的运
功率级的 20dB放大 器部分： 选择±18V 供电的电 流反馈放 大器 THS3001HV 来实现大 电压的高 速信号输 出。
理论分析
第三个问题：实现增益步进可调
程控增益放大器
带宽和压摆率远远不够10MHz放大如此多倍的要求。 压控增益放大器
专门为宽带高速模拟信号放大而专门设计的。
压） （最大）耗散功率：指允许芯片本身消耗的功率（发热），有的还给
出环境温度升高时的降额规律或热阻Rja，或输出电流降额曲线。 最高结温和/或工作环境温度范围：
0~70℃，-25~85 ℃，-40~85 ℃，-40~105 ℃，-40~125 ℃，55~125 ℃
储存温度范围：- 55~125 ℃， -65~150 ℃
集成运算放大器的应用和选型
唐红文
运算放大器的应用和选型
运放参数 运算放大器的应用 运放分类 宽带放大器的选型
运算放大器及运算放大器的选择应用
可编辑版
38
电压/电流转换电路
电压—电流转换电路： 电压/电流转换即V/I 转换，是将输入的电压信号转换成满足一定关系 的电流信号，转换后的电流相当一个输出可调的 恒流源，其输出电流应能够保持稳定而不会随负 载的变化而变化。
应用：长距离传送模拟电压信号时，因信号 源内阻及电缆电阻产生压降，受信端输入阻抗越 低相对压降越大，误差也越大。若要高精度传送 电压信号，必须把电压信号先变为电流信号，即 进行电流传送.。
可编辑版
13
实际运放的参数
11.消耗电流（ICC）：这是运算放大器电源端流通 用的电流，随外加电路与电源电压的不同而变 化。消耗电流越小越好，较大时放大器发热增 加引起输出直流漂移增大。
12.转换速率（SR）：若输入信号变化块，则输 出跟不上输入的变化速度。SR是表示这种跟踪 性能的参数。该值越大越好，但是该值高的运 算放大器其他性能较差。
中心频率（Center Frequency）：滤波器通 带的中心频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、 f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或 3dB边频点。
截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤 波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边 频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。
同时引入负反馈还可以降低噪声、失 真、输出阻抗，增大输入阻抗。
可编辑版
19
运算放大器的基本应用电路
放大电路 有源滤波器 微积分电路 电压跟随器 电压—电流转换电路 加减运算电路 比较器电路 其他电路
可编辑版
20
由运算放大器组成的一些基本电 路
电路类 型
反相放 大器
V1
输入信 号
V2 GND
「运算放大器工作原理及选择」
「运算放大器工作原理及选择」运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种特殊的差分放大器电路，具有高电压增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点，广泛应用于模拟电路中。
在本文中，我们将介绍运算放大器的工作原理，并探讨在选择运算放大器时需要考虑的因素。
一、运算放大器的工作原理运算放大器由一个差分放大器和两个输入级组成，其工作原理主要分为差模放大和共模抑制两个方面。
1.差模放大差模放大是指在运算放大器输入的两个信号的幅度和相位相同时，输出信号的放大倍数。
差模放大通常可以通过放大电路的增益来实现，它可以将输入信号的幅度增加到输出信号的数倍。
2.共模抑制共模抑制是指当运算放大器输入的两个信号的幅度和相位不同时，输出信号中的共模信号被抑制的能力。
共模抑制是运算放大器的重要指标之一，通常用于衡量运算放大器对于噪声和干扰的抑制能力。
运算放大器的输出信号可表示为：Vout = Ad * (V+ - V-)其中，Vout为输出电压，Ad为放大系数，V+为运算放大器的非反相输入，V-为运算放大器的反相输入。
二、运算放大器的选择在选择运算放大器时，需要考虑以下几个因素：1.增益增益是指运算放大器输出信号的放大倍数，不同的应用需要不同的增益。
一般来说，可以选择具有可调节增益的运算放大器，以便根据实际需求进行调节。
2.带宽带宽是指运算放大器能够输出稳定信号的频率范围。
在选择运算放大器时，需要根据应用的频率范围选择相应的带宽。
3.输入阻抗和输出阻抗运算放大器的输入阻抗和输出阻抗直接影响其在电路中的适应性和驱动能力。
高输入阻抗可以减少对输入信号的负载影响，而低输出阻抗可以提供更强的输出驱动能力。
4.输入电压范围输入电压范围是指运算放大器能够接受的输入电压幅度。
在选择运算放大器时，需要根据实际应用中的输入信号范围选择合适的运算放大器，以避免输入电压超过其工作范围而引起的失真。
5.温度稳定性和偏移温度稳定性是指运算放大器在不同温度下的性能稳定程度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
理论分析
第四个问题：高输出功率 解决方案：宽电压CFB THS3001和宽带缓冲器 BUF634 题目要求：负载50欧姆 负载驱动电流
±18V 供电的THS3001HV 提供了±14V 的正弦信号。若期望负载 为50 欧姆，需要信号源提供的电流为±300mApp，THS3001HV能提 供的电流为±100mApp，于是利用BUF634 宽带和大电流输出的两个 特点，使用并行的3 片BUF634 来完成功率驱动。这里的BUF634拥有 可选的30MHz 或180MHz 的带宽模式，同时拥有±250mA的输出能力。
集成运算放大器的应用和选型
唐红文
运算放大器的应用和选型
运放参数 运算放大器的应用 运放分类 宽带放大器的选型
宽带放大器设计实例
理想模型主要参数
(1) 差模电压增益Aod=∞ (2) 共模抑制比CMRR=∞（共模增益=0）； (3）差模、共模输入电阻Rid、Ric=∞，偏置电流Iib=0 (4) 输出电阻Ro=0 (5) 失调电压Uos、失调电流Ios，以及它们的温度系数均为0； (6)
二、运放的应用
信号放大 信号缓冲：使用电压跟随器实现阻抗变换。 信号运算：加、减、乘、除、微分、积分、对 数、反对
数、精密整流。 有源滤波 有源校正(PID调节） 波形发生 比较器：要求高速响应时，可采用专用比较器芯片。
三、运放分类
按照功能/性能分类，模拟运算放大器一般 可分为：
主要参数-电气特性
输入失调电压Uos（μV~mV级）：反映了运放输入级差动电路的对称性， 输入=0时的输出电压折算到输入端，或者说，使输出=0，必须在输入 附加的电压 （静态的直流补偿电压），可通过调零消除。
失调电压温度漂移系数ΔUos/ΔT（nV~μV级/℃） ：输入失调电压的 温度变化率。无法通过调零消除。
放大器的通频带0～10MHz，所以本放大器的带宽增益积为 GBP = 1000 * 10M = 10G
单个放大器是很难达到10G的GBP，所以我们考虑多级放大器 级联。
压摆率：
题目中要求放大器输出信号：10VRMS，负载为50 欧姆 输入信号：正弦波，10MHz
SR=|dV/dt|max=Vppω=3517 V/μs 当信号幅度较大时，压摆率常常比带宽更占据主导地位，通常
动态参数
截止频率（3分贝带宽）fc：开环增益下降到0.707Avo时的频率
增益带宽积GBW，GBP，或称单位增益带宽：增益下降到1时的频率
f0 f0 =Ad fc
(电)压摆率SR(Slew Rate)，转换速率V/us.
SR与GBW正相关， 例如 OP07，GBW=0.3MHz，SR=0.1V/us
IB1
I B 2 U IO
主要参数
ui1
u0
ui2
-最大额定值(极限参数) EC
基本引出端：反相输入端、同相输入端、正电源端、负电源端、输出 端、*调零端、*相位补偿端 。
（最大）电源电压：双电源 ±Vs；单电源 Vs或±1/2Vs （最大）输入电压或输入共模电压：一般为电源电压范围或略低。 （最大）输入差分电压： ±Vd，Vd一般为（正电源电压减去负电源电
5.5Vpp （闭环控制）
输入缓冲+宽带压控增益放大+宽带功率驱动
理论分析
第一个问题，要求输入阻抗>1M 欧姆
输入缓冲：选择FET型输入的高速放大器
TI的电压反馈型FET高速放大器
理论分析
第二个问题，要求大带宽且高压摆率。
带宽增益积：
题目中要求放大器最大电压增益AV=60dB，即Gain=1000。
三、运算放大器的选型
电源电压 单电源和双电源 双电源运放如果采用单电源供电，信号的参考点不能是电源的负 极，必须将参考点“垫高”：选择参考点位于电源正极与负极（电 源地）之间。或者将信号“垫高”（加偏置电压），离开非线性区。 如果以负极为信号的参考点，则小信号区非线性严重。 同样，单电源供电时，如果要放大双极性信号或交流信号，将参 考点“垫高”，或者将信号垫高，变成单极性信号。 单电源运放可以用双电源供电，以放大双极性信号或交流信号。
放。视频放大采用视频运放。 小信号（μV级）非慢变信号放大器要选低噪声运放，慢变信号(直
流)放大器对噪声没有特殊要求，可以用低截止频率的低通滤波器滤 除噪声。
三、运算放大器的选型
设计实例：宽带直流放大器
要求： - 输入阻抗大于1M Ohm; - 输入信号：正弦波, 10MHz，<=10mVRMS - 增益：0dB - 60dB, 步进尽可能小 - 输出信号：10VRMS，负载为50 欧姆 - 肉眼观察无明显失真 - 增加一个自动增益控制模块使得：4.5Vpp <=
要求单级高增益（100倍以上）的放大器应采用高增益运放。 免调整（校准）设计或超低温漂要求时，采用“零失调、零漂移”
运放或低漂移运放：如AD857x、AD8638/9、OPA334/5、OP07等。 输入端需要接高电阻（如滤波器）时，可选低偏置电流的运放如场
效应管输入的运放，比 “零失调、零漂移”运放，如TL08x、LFxxx。 快变信号（如音频）放大器要选大压摆率（或大增益带宽积）的运
LM258，GBW=0.7MHz，SR=0.3V/us
TL81， GBW=2.5MHz，SR=8V/us 正弦信号的变化速率：
(d d)m u t a (d x ( U m s d2 itfn )) tm a 2 x fm U (c 2 fo )tt 0 s2 fm U
故要求 SR≥2πfUom （ Uom-输出电压振幅）
供电电压不能超过最大额定值。 通用运放有±22V、±18V、 ±16V、 ±8V、0~32V、0~16V、 0~6V等电压等级。
三、运算放大器的选型
一般用途的直流放大器、滤波器 要求的放大倍数不高（数十倍以下），有零点和增益校准电路或软 件校准，温漂要求不高，可以采用低价的通用运放，如 LM258/358。
Vout <= 5.5Vpp
设计要点： - 输入阻抗大于1M Ohm；（选择高输入阻抗的宽带
放大器） - 输入信号：正弦波, 10MHz，<=10mVRMS； - 增益：0dB - 60dB, 步进尽可能小；（选择灵活
的增益可变宽带放大器） - 高输输出出信功号率：）10VRMS，负载为50 欧姆（高压摆率和 - 肉眼观察无明显失真 - 增加一个自动增益控制功能：4.5Vpp <= Vout <=
压） （最大）耗散功率：指允许芯片本身消耗的功率（发热），有的还给
出环境温度升高时的降额规律或热阻Rja，或输出电流降额曲线。 最高结温和/或工作环境温度范围：
0~70℃，-25~85 ℃，-40~85 ℃，-40~105 ℃，-40~125 ℃，55~125 ℃
储存温度范围：- 55~125 ℃， -65~150 ℃
也可以将BUF634放置到THS3001 的反馈环路中，利用负 反馈减小失调电压和失真：
理论分析
第五个问题：数字反馈控制 实现自动增益控制，即AGC
用模拟反馈或数字反馈。
VCA810、VCA820配合外部宽带放大器实现模拟AGC。
电压反馈放大器，电流反馈放大器的选用
A. 在低速精密信号调理中，基本上看不到电流反馈放大 器的身影，因为其直流精度远不如精密电压反馈放大器。
B. 在高速信号调理中，应考虑设计中所需要的压摆率和 增益带宽积； 一般来说，电压反馈放大器在10MHz以下、低增益和 小信号条件下会拥有更好的直流精度和失真性能；而电流 反馈放大器在10MHz 以上、高增益和大信号调理中会表现 出更好的带宽和失真度。在高速信号调理中，当下面两种 情况任意出现一种时，你就需要考虑一下选择电流反馈放 大器：1. 噪声增益大于4；2. 信号频率大于10MHz。
nV/√Hz级；fA~pA/ √Hz级（在一定范围内，噪声和频带宽度的平方根成正比） 通用运放噪声大、“零失调、零漂移”运放电压噪声大，但电流噪声小。OP07 等精密运放二者都小。
主要参数-电气特性
静态供电电流 Supply Current，功率消耗Power dissipation或Power Consumption（无负载时，与最大耗散功率区别）
功率级的 20dB放大 器部分： 选择±18V 供电的电 流反馈放 大器 THS3001HV 来实现大 电压的高 速信号输 出。
理论分析
第三个问题：实现增益步进可调
程控增益放大器
带宽和压摆率远远不够10MHz放大如此多倍的要求。 压控增益放大器
专门为宽带高速模拟信号放大而专门设计的。
通用运放、低功耗运放、精密运放、高输入阻 抗运放、高速运放、宽带运放、高压运放。
另外还有一些特殊运放，例如程控运放、电流 运放、电压跟随器等等。
实际上由于为了满足应用需要，运放种类 极多。
按照运放的工艺分类 Bipolar（双极性） JFET（结型场效应管） CMOS（互补金属氧化体） Difet（绝缘隔离FET）
输入偏置电流Iib（ pA~nA级）：输出电压=0 时两个输入偏置电流的平
均值
Iib
1 2(IB1
IB2)
输入失调电流Ios（pA~nA级）：输出电压=0 时两个输入端偏置电流的
差
IosIB1IB2
两个输入端的偏置电流是不相等的，我们把它变成一个相等的部分
Iib和两者之差Ios来分析。 输入失调电流温漂ΔIos/ΔT（pA级 /℃）
题目要求：0dB - 60dB可调，并且宽带直流放大器，强调 直流精度。
VCA810在±40dB的增益可调范围内拥有35MHz 的恒定带宽（包 括小信号带宽和全功率带宽），典型输出失调电压仅为±4mV