探讨运放的压摆率和增益带宽积 (有图有真相)

关于多级低通有源滤波器的增益及Q值排序的深入思考

关于多级低通有源滤波器的增益及Q值排序的深入思考概要常见的多级低通有源滤波器的增益排序方法是把大部分乃至全部增益放在第一级。

如果只考虑要降低低频的输入参考噪声，这是正确的设计方法。

然而，其它的几种考虑因素可能会使您改变这种增益排序，以实现更为出色的实施方案。

这些需要考虑因素包括：每级特征频率范围内的噪声峰值效应、高 Q 值高增益级的过冲导致压摆范围受限和/或削波、可靠实施所需的放大器带宽。

本文将对上述情况进行描述，为其找出相应实施方案，并对这些方案的效果进行详解。

多级低通有源滤波器的设计考虑因素每个多级有源滤波器设计人员都不得不为各级 Q 值的排序和每级该分配多少增益之间的折衷而大伤脑筋。

如果滤波器的总增益要大于 1，最简单的设计方法就是把大部分乃至全部的增益放在第一级。

经过正确分析得出这种方法可以实现最低输入参考点噪声（当噪声频率远低于滤波器特性频率时）。

另外，对于标准的多极点设计，需要从低到高布置一系列的 Q 值。

在哪里布置 Q 值最高的一级是一个非常重要的考虑因素，实际上也是实施方案成功与否的关键。

这些 Q 值最高的一级会出现最高的输出噪声峰值，也是最有可能导致压摆范围受限和/或者削波的阶跃响应过冲的地方。

许多设计工具把这一级放在最前面，这恰与将大多数增益放在第一级的目标相冲突。

有些设计工具则把大多数增益放在最后一级，结果导致噪声峰值远远超过必要水平，增大了滤波器输出的整体噪声。

某些设计工具则采用折中方法，把 Q 值最高的一级放在中间（针对 4 阶以上而言），这种方法似乎非常适用于某些应用。

在采用有自身性能限制的真实部件来真正构建这些滤波器时，上述的考虑就不再是纸上谈兵。

使用一种近期开发的在线设计工具（参考资料 1），可以开发出多种能够实现相同目标频率响应的案例。

在选择不同的增益和 Q 值排序的情况下，它们的阶跃响应、噪声以及要求的放大器性能裕量会大相径庭。

当然，只有在设计的低频通带总增益大于 1 的情况下才需要考虑增益排序。

运算放大器的增益带宽积

运算放大器的增益带宽积运算放大器是一种重要的电子器件，它在电路中起到放大输入信号的作用。

增益带宽积是评估运算放大器性能的一个重要参数。

增益带宽积是指运算放大器的增益与频率的乘积。

在实际应用中，我们希望运算放大器在频率较高时仍能保持较大的增益，因此增益带宽积越大，代表着运算放大器在高频下的性能越好。

我们来了解一下运算放大器的基本结构。

运算放大器通常由差分放大器、级联放大器和输出级组成。

差分放大器是运算放大器的核心部分，它能够将输入信号转化为差分信号，并进行放大。

级联放大器和输出级的作用是进一步放大差分信号，并将其转化为单端输出信号。

在运算放大器中，差分放大器起到了关键的作用。

差分放大器采用了双晶体管的结构，通过控制输入端的电流，可以实现不同的放大倍数。

差分放大器的放大倍数与频率之间存在一定的关系，这就是增益带宽积的由来。

增益带宽积与运算放大器的截止频率有着密切的关系。

截止频率是指运算放大器输出信号的幅值下降到输入信号幅值的1/√2时对应的频率。

增益带宽积越大，说明运算放大器的截止频率越高，能够在更宽的频率范围内保持较大的增益。

实际上，增益带宽积与运算放大器的增益和截止频率之间存在着一个基本的关系。

根据理论计算，增益带宽积等于运算放大器的增益乘以截止频率。

这个关系可以用数学公式表示为：GBW=A*fc，其中GBW表示增益带宽积，A表示运算放大器的增益，fc表示运算放大器的截止频率。

增益带宽积是评估运算放大器性能的重要指标之一。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的运算放大器。

如果需要在高频下保持较大的增益，就需要选择增益带宽积较大的运算放大器。

相反，如果只需要在低频范围内放大信号，那么增益带宽积较小的运算放大器就可以满足需求。

增益带宽积还与运算放大器的功耗有关。

一般来说，增益带宽积越大，对应的功耗也会越大。

因此，在实际应用中，我们需要根据功耗和性能的平衡来选择合适的运算放大器。

增益带宽积是评估运算放大器性能的重要指标之一。

探讨运放的压摆率和增益带宽积 (有图有真相)

运放的两个重要指标：增益带宽积和压摆率。

以前没怎么关注过，因为大部分运放用的都是
LM358 今天遇到一个问题，想和大家探讨下。

我用LM358搭建了一个减法电路(增益为1) 目的是将我的信号减掉一部分直流分量，落到我的AD可以采集的量程内.现在有两个
问题，比较困惑。

关于压摆率和增益带宽积的问题，坛子里有人讨论过，但是我还是有些不明白。

先说正弦波：图1是输入1KHZ 时LM358的输出幅值是-1V~1V 效果还是比较好的。

图2 是输入信号10KHZ的时候运放的输出，信号开始畸形。

图3 是输入信号20Khz 时，信号变形的更加厉害了。

我的问题是：LM358的增益带宽积是1Mhz 。

增益是1 ,也就是说最大可以到1Mhz 可是为什么20Khz 就失真成这样了？
方波的边沿如此的不陡峭，我想另一个因素就是LM358的压摆率太小。

0.几V/us 频率
越高方波的边沿越陡峭但是因为压摆率不够，导致输入信号频率越高，边沿越平缓。

所以我实际要采的原始信号是这样的。

增益带宽积和压摆率

增益带宽积和压摆率增益带宽积和压摆率是在电子工程和通信领域中常用的两个指标，用于描述电路或系统的性能和响应速度。

它们在信号处理和电子设备设计中起着重要的作用。

增益带宽积（Gain-Bandwidth Product，简称GBW）是指放大器的增益与带宽之积。

在放大器中，增益是指输入与输出之间的电压或电流倍数关系。

而带宽则是指放大器能够正常工作的频率范围。

增益带宽积越大，表示放大器在较高频率下仍然能够提供较大的增益。

为什么增益带宽积重要呢？在实际应用中，我们希望放大器能够提供高增益和较宽的带宽，以满足信号处理的需求。

大的增益带宽积可以帮助我们设计更多样化的电路，例如高频放大器、滤波器和通信系统等。

因此，对于放大器的性能评估和选择，增益带宽积是一个重要的参考指标。

与增益带宽积类似，压摆率（Slew Rate）是描述信号变化速度的参数。

它表示输出信号在单位时间内的变化率。

压摆率通常以伏特/微秒（V/μs）为单位。

在一个完整的信号周期内，压摆率越大，表示信号在单位时间内从低电平到高电平（或反之）的速度越快。

为什么压摆率重要呢？在高频信号处理和快速数字电路中，信号的变化速度是至关重要的。

较快的压摆率可以保证信号的快速响应和准确传输，避免信号失真和延迟。

因此，在设计高速电路和数字信号处理系统时，需要选择具有较高压摆率的器件和元件。

总结来说，增益带宽积和压摆率是衡量电路性能和信号速度的重要指标。

它们在电子工程和通信领域中被广泛应用，对于设计高性能放大器、滤波器和高速数字电路至关重要。

在实际应用中，我们需要根据具体需求来选择合适的器件和元件，以实现所需的信号处理和传输效果。

电压反馈型运算放大器的增益和带宽

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R1
+
+
IN
B
R1
C
R2
MT-033
环路增益开环增益与闭环增益之差称为环路增益，如图3所示。环路增益给出了可以在给定频率下施加于放大器的负反馈量。
GAIN dB
OPEN LOOP GAIN
LOOP GAIN
CLOSED LOOP GAIN
NOISE GAIN
fCL
LOG f
LOG f
图5：增益带宽积
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MT-033
例如，如果有这样一个应用，要求闭环增益为10，带宽为100 kHz，则需要一个最低增益带宽积为1 MHz的运算放大器。但这有点把问题过度简单化了，因为增益带宽积变化极大，而且在闭环增益与开环增益相交的位置，响应实际上要低3 dB。另外，还应该允许一定的额外余量。在上述应用中，增益带宽积为1 MHz的运算放大器是最低要求。保险起见，为了实现要求的性能，因数至少应该是5。因此选择了增益带宽积为5 MHz的运算放大器。稳定性标准反馈稳定性理论认为，闭环增益必须在不大于6 dB/8倍频程(单极点响应)的斜率下与开环增益相交，才能使系统实现无条件稳定。如果响应为12 dB/8倍频程(双极点响应)，则运算放大器会发生振荡。简单起见，不妨这样设想，每个极点增加90°相移。两个极点则会产生 180°的相移，而180°的相移会使负反馈变成正反馈，即振荡。那么问题是：为什么要用单位增益下不稳定的放大器呢？答案是，对于给定的放大器，如果该放大器设计时未考虑单位增益稳定性，则可在较高增益下提高带宽。这类运算放大器有时被称为非完全补偿运算放大器。然而，仍需满足稳定性标准，即闭环增益必须在6 dB/8倍频程(单极点响应)的斜率下与开环增益相交。否则，放大器将会振荡。因此，非完全补偿运算放大器仅在数据手册中规定的较高增益下保持稳定。举例来说，不妨比较图6中的开环增益图。图中的三种器件，AD847、AD848 和 AD849基本上采用相同的设计，只是内部补偿机制不同。AD847为单位增益稳定型，规定增益带宽为50 MHz。AD848在增益为5或以上时保持稳定，其增益带宽为175 MHz。AD849在增益为 25或以上时保持稳定，其增益带宽为725 MHz。由此可见，在基本设计相同的情况下，可以通过修改运算放大器的内部补偿机制来产生不同的增益带宽积，其为最低稳定增益的函数。

超强总结：25个运放参数详解（收藏）

超强总结：25个运放参数详解（收藏）1、输入偏置电流和输入失调电流一般运放的datasheet中会列出众多的运放参数，有些易于理解，我们常关注，有些可能会被忽略了。

在接下来的一些主题里，将对每一个参数进行详细地说明和分析。

力求在原理和对应用的影响上把运放参数阐述清楚。

由于本人的水平有限，写的博文中难免有些疏漏，希望大家批评指正。

第一节要说明的是运放的输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .众说周知，理想运放是没有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios。

但每一颗实际运放都会有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .我们可以用下图中的模型来说明它们的定义。

输入偏置电流Ib是由于运放两个输入极都有漏电流（我们暂且称之为漏电流）的存在。

我们可以理解为，理想运放的各个输入端都串联进了一个电流源，这两个电流源的电流值一般为不相同。

也就是说，实际的运入，会有电流流入或流出运放的输入端的（与理想运放的虚断不太一样）。

那么输入偏置电流就定义这两个电流的平均值，这个很好理解。

输入失调电流呢，就定义为两个电流的差。

说完定义，下面我们要深究一下这个电流的来源。

那我们就要看一下运入的输入级了，运放的输入级一般采用差分输入（电压反馈运放）。

采用的管子，要么是三级管bipolar，要么是场效应管FET。

如下图所示，对于bipolar,要使其工作在线性区，就要给基极提供偏置电压，或者说要有比较大的基极电流，也就是常说的，三极管是电流控制器件。

那么其偏置电流就来源于输入级的三极管的基极电流，由于工艺上很难做到两个管子的完全匹配，所以这两个管子Q1和Q2的基极电流总是有这么点差别，也就是输入的失调电流。

Bipolar输入的运放这两个值还是很可观的，也就是说是比较大的，进行电路设计时，不得不考虑的。

而对于FET输入的运放，由于其是电压控制电流器件，可以说它的栅极电流是很小很小的，一般会在fA级，但不幸的是，它的每个输入引脚都有一对ESD保护二极管。

神奇的运放--关于运放参数分析总结

一、失调失调1：输入失调电压假设一个运放有2mV的输入失调电压（offset）。

这意味着：即使没有输入，放大器同相端有一个（正或负）2mV 之内的电压值。

同样，当用作反相放大器时，失调电压会叠加于运放反相端，这个2mV的电压就会在输出端反映出来（乘以放大倍数）。

下面举个实例说明这个失调电压对输出的影响，如下图：如果运放的输入端加100mV的信号，那么输出不会刚好是100mV*10=1V，而是（100mV-2mV）*10=980mV与（100mV+2mV）*10=1.02V之间的某值。

可见：当放大器的增益很大的时候，输入失调电压就显得很重要。

失调2：输入失调电流失调3：输入偏置电流输入偏置电流IIB被定义为两个输入端偏置电流的平均值：IIB=（IN+IP）/2。

输入失调电流IIO被定义在同相和反相输入端的偏置电流的差值：IIO=IN-IP。

通常失调电流要比偏置电流小一个数量级。

所以在输入端匹配输入阻抗可以帮助消除输入偏置电流对输出的影响。

从以上可知，由失调引起的输出误差有三个来源：所以输出误差电压V=（Vos+（Iio*R）+（Iib*△R））*增益。

知道了这个，就可以采用相应的方法来减小误差。

根据以上式子，可用3种方法减小误差：1，保证所使用的电阻值取尽可能的最小值，可以减少Iio的影响。

2，保证两个输入端的阻值匹配，可以减少Iib的影响。

3，将Vos最小化，通过选择合适的运放类型来实现。

对于第一点，取了尽可能的最小值，又会导致需要更大的驱动电流。

对于第三点，低Vos的运放会需要更高的工作电流或更低的带宽，或二者兼有。

综上：在实际应用中要平衡考虑，这也是平时应用中能力的体现。

问题二：大增益 VS 小增益看下面两图，可以思考一下是否合理，原因？放大1000倍的图，如果运放输入匹配得很好，没有失调，漏电流为nA级，这样应该是可以的。

实际上的话存在失调电流，效果不理想。

关于上面放大倍数为0.1的，这种衰减信号的方式是不提倡的。

运放带宽增益积

运放带宽增益积运放，即操作放大器，是一种能够将信号放大的电子元器件。

在不同的应用场景中，可能需要使用不同类型的运放。

为了了解运放的性能表现，适当的参数是必要的。

其中，一个非常重要的参数是“带宽增益积”。

本文将对运放的带宽增益积进行详细的讨论与解释。

1. 带宽增益积的定义运放的带宽增益积（GBW）是一个非常关键的性能指标。

它是运放增益和带宽的乘积，通常用“MHz”作为单位。

具体来说，带宽增益积是指，在给定输入信号的频率下，运放可以提供的最大增益。

它反映了运放工作的速度和稳定性。

换句话说，在给定的带宽范围内，增益随频率的变化比较平稳，这个范围就是带宽增益积。

2. 带宽增益积的重要性在实际应用中，带宽增益积是非常重要的一个参数，因为它决定了运放是否能够在高频率下稳定地放大信号。

当所需放大的信号中存在较高的频率分量时，需要使用具有高带宽增益积的运放。

否则，在高频率下，运放可能会表现不稳定，增益降低，而且存在失真和噪声等问题。

因此，带宽增益积对于高频放大器设计、时钟信号处理、信号变换等各种应用都是至关重要的。

3. 带宽增益积的计算方法带宽增益积的计算是相对简单的。

实际上，带宽增益积就是运放的开环增益和带宽的乘积。

可以用如下公式来表示：GBW=Ao * BW其中，Ao是开环增益，BW是带宽范围。

这个公式的含义是，在给定的带宽范围内，运放可以提供的最大增益。

以运放LM741为例，它的典型带宽为1.5MHz，开环增益为2万，因此，它的带宽增益积为30MHz。

同时，需要注意的是，理论上，当频率高于带宽时，增益逐渐降低，而当频率继续增加时，增益趋近于零。

因此，对于高频应用，需要选择带宽增益积更高的运放。

4. 带宽增益积的影响因素带宽增益积的大小会受到多种因素的影响。

其中，最主要的因素是运放内部的电容和电感。

电容和电感是运放内部的被动元件，它们存在一定的影响（capacitive or inductive loading）在运放的性能上。

【工程杂谈】资深工程师解读运放参数：单位增益稳定

【工程杂谈】资深工程师解读运放参数：单位增益稳定上一遍文章《你真的理解了运放的电压追随电路吗？》主要从负反馈的角度对电压追随电路进行了简要的描述，并指出这种应用是对运放稳定性最坏的一种情况。

而当我们看到一个运放的手册时我们有时会看到有写明“单位增益稳定”，那没有这样写明的，就会代表单位增益电路不稳定？其实这和主极点有直接的联系，更进一步说是由运放的频率补偿决定的。

如果你对这些内容还不是很了解，那希望这篇文章能够帮助到你。

首先让我们来看一下“wiki”针对于运放的“频率补偿”给出的解释。

频率补偿是在电子工程领域，频率补偿是一种用于运算放大器的技术，尤其是当运放使用负反馈的时候。

它通常有两个主要的目的：一个是避免无意产生的、会引起运放振荡的正反馈，另一个是控制运放对阶越响应的过冲和振铃。

解释大多数运放都会使用负反馈，通过牺牲增益来获得其它的特性，比如减少失真，改善噪声或者降低对温度等参数的变化带来的影响。

理想的情况下，运放频率响应的相位特性应该是线性的，但是由于设备的限制使得其从物理实现上不可能得到。

再具体来讲，在运放内部（增益级）的电容对应形成的每一个极点，都会使输出信号的相位滞后输入相位90°。

如果所有的这些相位滞后和达到360°，输出信号会与输入信号具有同样的相位。

在运放增益足够大的情况下，将输出信号的任何一部分反馈到输入都会使得运放振荡。

这是因为反馈的信号会增强输入信号，也就是说，这时候反馈不再是负反馈而是正反馈。

频率补偿被用来避免这种情况的发生。

图（1）对于两个极点的运放，多种频率补偿的阶越响应图。

参数“zeta”由补偿电容决定，其值越小反应越快，但会有更多的振铃和过冲。

频率补偿的作用如图（1）所示，用来控制放大电路的阶越响应。

举例来说，如果运放的输入是一个阶越的电压，那理想的情况下也会得到一个阶越输出电压。

然而，由于运放的频率响应，其输出不会是理想的情况，而是会出现振铃。

详解运放的参数和选择

详解运放的参数和选择以后将在使用运放中接触到的关于运放的参数含义记在这里。

最近在使用一款PGA，在PGA输入端接地时发现输出总有个矩形波信号，放大1000倍后非常明显，怀疑是电源引起的干扰。

开始的时候在输入正负电源处都加了100uf和0.1的电容，但效果不明显，后来准备再电源输入端再串联一个电阻，一开始电阻选择的是1k，但上电后发现芯片根本都无法工作，测量芯片两端的电源电压发现才一点多v。

这时候就看了下数据手册的静态电流，发现竟然是5mA，然后这个PGA是5v供电的，如果PGA正常工作，1k电阻上的分压都能到5v。

所以后来用了个50欧的电阻配合着100uf和0.1uf构成了个低通滤波，这样一来芯片工作正常了，然后输出的波纹也小了很多。

在选择运放时应该知道自己的设计需求是什么？从而在运放参数表中来查找。

一般来说在设计中需要考虑的问题包括：1、运放供电电压大小和方式选择；2、运放封装选择；3、运放反馈方式，即是VFA (电压反馈运放)还是CFA(电流反馈运放)；4、运放带宽；5、偏置电压和偏置t电流选择；6、温漂；7、压摆率；8、运放输入阻抗选择；9、运放输出驱动能力大小选择；10、运放静态功耗，即ICC电流大小选择；11、运放噪声选择；12、运放驱动负载稳定时间等等。

偏置电压和输入偏置电流在精密电路设计中，偏置电压是一个关键因素。

对于那些经常被忽视的参数，诸如随温度而变化的偏置电压漂移和电压噪声等，也必须测定。

精确的放大器要求偏置电压的漂移小于200μV和输入电压噪声低于６nV/√Hz。

随温度变化的偏置电压漂移要求小于1μV/℃ 。

低偏置电压的指标在高增益电路设计中很重要，因为偏置电压经过放大可能引起大电压输出，并会占据输出摆幅的一大部分。

温度感应和张力测量电路便是利用精密放大器的应用实例。

低输入偏置电流有时是必需的。

光接收系统中的放大器就必须具有低偏置电压和低输入偏置电流。

比如光电二极管的暗电流电流为pA 量级，所以放大器必须具有更小的输入偏置电流。

压摆率与带宽增益积的关系

压摆率与带宽增益积的关系引言：在电子领域中，压摆率（Slew Rate）和带宽增益积（Gain Bandwidth Product）是两个重要的参数，它们在放大电路设计和信号传输中起着关键的作用。

本文将探讨压摆率与带宽增益积之间的关系，以及它们在电子系统中的应用。

一、压摆率的定义与意义压摆率是指放大器输出信号在单位时间内的变化率。

简单来说，它衡量了放大器对输入信号变化的响应速度。

压摆率通常用伏/微秒（V/μs）来表示。

在实际应用中，高压摆率的放大器可以快速放大输入信号，从而提供更高的带宽和更快的响应时间。

二、带宽增益积的定义与意义带宽增益积是指放大器的增益与其带宽之间的乘积。

带宽增益积通常用赫兹（Hz）来表示。

它衡量了放大器的频率响应特性，即能够放大的信号频率范围。

带宽增益积越大，放大器在更高频率下的增益越高。

三、压摆率与带宽增益积之间的关系压摆率和带宽增益积之间存在着一定的关系。

一般来说，高压摆率的放大器往往具有较大的带宽增益积。

这是因为高压摆率意味着放大器对输入信号变化的响应速度较快，能够在更短的时间内放大信号。

而带宽增益积则表示放大器在一定频率范围内的增益，当放大器的响应速度较快时，它能够在更高的频率下提供较高的增益。

换句话说，如果一个放大器的压摆率较高，那么它在响应输入信号时的速度较快，能够将高频信号快速放大，因此具有较大的带宽增益积。

相反，如果一个放大器的压摆率较低，那么它对输入信号的响应速度较慢，很难放大高频信号，因此带宽增益积较小。

四、压摆率与带宽增益积的应用压摆率和带宽增益积在电子系统中有着广泛的应用。

首先，对于需要放大高频信号的应用，如射频通信和高速数据传输，高压摆率和大带宽增益积的放大器是必不可少的。

它们能够提供足够的增益和快速的响应时间，确保信号的完整传输。

对于需要对输入信号进行快速处理和响应的应用，如高精度测量和快速控制系统，高压摆率的放大器也是非常重要的。

它们能够快速放大输入信号，提供准确的输出结果，保证系统的稳定性和可靠性。

运放参数的详细解释和分析-合集(1-25)

曾经请教过资深的运放设计工程师，据他讲，两个管子的匹配度在一定范围内是与管子的面积的平方根成正
比，也就是说匹配度提高为原来的两倍。面积要增加四倍，当到达一个水平时，即使再增加面积也不会提高匹配度了。提高面积是要增加IC的成本的哦。所在有一个常被使用的办法，就是在运放生产出来后，进行测试，然后再 Trim(可以理解为调校了)。这样就能使运放的精度大在提高。当然，测试和Trim都是需要成本的哦。所以精密运放的价格都比较贵。这段只当闲聊，呵呵。
好理解。输入失调电流呢，就定义为两个电流的差。
说完定义，下面我们要了，运放的输入级一般采用差分输入（电压反馈运放）。采用的管子，要么是三级管
bipolar，要么是场效应管FET 。如下图所示，对于bipolar,要使其工作在线性区，就要给基极提供偏置电压，或者
说要有比较大的基极电流，也就是常说的，三极管是电流控制器件。那么其偏置电流就来源于输入级的三极管的
基极电流，由于工艺上很难做到两个管子的完全匹配，所以这两个管子Q1和Q2的基极电流总是有这么点差别，也
就是输入的失调电流。Bipo lar输入的运放这两个值还是很可观的，也就是说是比较大的，进行电路设计时，不得
运放参数的详细解释和分析 -part3，输入失调电压 Vos及温漂（建议置顶）
在运放的应用中，不可避免的会碰到运放的输入失调电压Vo s 问题，尤其对直流信号进行放大时，由于输入失调电压Vo s 的存在，放大电路的输出端总会叠加我们不期望的误差。举个简单，老套，而经典的例子，由于输入失调电压的存在，会让我们的电子秤在没经调校时，还没放东西，就会有重量显示。我们总不希望，买到的重量与实际重有差异吧，买苹果差点还没什么，要是买白金戒指时，差一克可是不少的money哦。下面介绍一下运放的失调电压，以及它的计算。最后再介绍一些T I的低输入失调电压运放。不足之处，多多拍砖。理想情况下，当运放两个输入端的输入电压相同时，运放的输出电压应为0V，但实际情况确是，即使两输入端的电压相同，放大电路也会有一个小的电压输出。如下图，这就是由运放的输入失调电压引起的。

运放参数：增益带宽积GBW、压摆率SlewRate

运放参数：增益带宽积GBW、压摆率SlewRate 增益带宽积（gain–bandwidth product，缩写：GBWP, GBW, GBP or GB）是指⼀个放⼤器带宽以及其相应增益的乘积增益带宽积⼏乎是⼀个定值对于那种可以买到的可变增益的集成放⼤器，增益越⼤，对应的截⽌频率越⼩，两者之乘积⼤致是⼀个定值。

⽐如下图是电流变电压前置放⼤器DLPCA-200的截⽌频率随放⼤倍数的关系。

任何放⼤器都不存在⽆限带宽，在输⼊信号频率到达⼀定⾼频时会开始衰减，衰减到⼀定增益时的带宽为增益带宽积，物理原因的话，⼤部分是寄⽣电容和电感了这个参数可以更加简单的理解成在反馈体系下⾯输出信号的变化速度限制。

输出频率相同时，幅度越⼤，变化速率（压摆率Slew Rate）越⼤。

输出幅度相同时，频率越⼤，变化速率（压摆率Slew Rate）也越⼤。

运放参数的详细解释和分析：增益带宽积（GBW）作者 Wayne Xu TI员⼯对于单极点响应，开环增益以6 dB/倍频程下降。

这就是说，如果我们将频率增加⼀倍，增益会下降两倍。

相反，如果使频率减半，则开环增益会增加⼀倍，结果产⽣所谓的增益带宽积。

下表就是运放OPA376的datasheet中给出的增益带宽积典型值5.5MHz。

⽐这个表格中的参数更有⽤的是运放的开环增益曲线，如下图是OPA376的datasheet中给出的开环增益曲线.在⼀些资料中也常看到运放的单位增益带宽，它是指运放增益为1时的-3dB带宽（上图把它标出来了），它与运放的增益带宽积从数值上是相等的，虽然名称不同。

下⾯我们往深处刨⼀下图中的曲线，先观察增益曲线，它在1Hz左右有⼀个拐点，从这个拐点之后，运放的开环增益开始以-6dB/2倍频程（或-20dB/⼗倍频程）下降。

正是由于这个拐点的存在，才使得运放有了增益带宽。

这与理想运放中的开环增益是⽆穷⼤是不⼀样的。

增益带宽积的值可是有隐含条件的，就是这个值是在⼩信号下的带宽，这个常说的⼩信号是多⼩呢，印象中是100mVpp吧。

从零学运放—01运算放大器的参数

从零学运放—01运算放大器的参数运放常用基本参数，如下：※输入失调电压（InputOffset Voltage）Vos※输入失调电压的温漂（OffsetVoltage Drift）Drift※输入偏执电流（InputBias Current）Ib※输入失调电流（InputOffset Current）Ios※共模电压输入范围（InputCommon-Mode Voltage Range）Vcm※输出动态范围特性（OutputCharacteristics）※压摆率（SlewRate）SR※增益带宽积（GainBandwidth Product）GBP※开环增益（Open-LoopVoltage Gain）Aol※共模信号抑制比（CommonMode Rejection）※电源纹波抑制比（SupplyVoltage Rejection）※噪声密度（NoiseDensity)实际运放参数有很多种，这里只是列出来我们通常普遍用到的参数。

下面是输入特性1.1、输入失调电压（InputOffset Voltage）Vos将运放的两个输入端接地，理想运放输出为零，但实际运放输出不为零。

将输出电压除以增益得到的等效输入电压称为输入失调电压。

一般定义为运放输出为零时，两个输入端之间所加的补偿电压。

该值反映了运放内部电路的对称性，对称性越好，输入失调电压越小。

高精度运放，内部补偿电路做的好,对称性好，相对来说就贵。

Vos（输入失调电压）越小，芯片价格就越贵。

那么我们是根据我们信号的特性来选择我们的运放，不一定所有的使用运放的地方都用高精度运放，要考虑到我们产品性价比，成本需要廉价。

下图是，运放的Vos参数图表:一般给出一个典型值（常温下25℃），然后给出一个全温度的范围值。

一般来说我们做设计时我们要考虑的都是最大值（Max），并且是全温度的最大值，因为我们不能保证我们的产品工作在什么温度下并且全温度下已经考虑了温漂的影响。

运放参数略解

直流参数1，输入失调电压(VOS)该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。

输入失调电压反映了电路的对称程度，其值一般为±1~10mV失调电压测试电路图由例图得出输入失调电压计算公式：U1 = R1/(R1+Rf)·Uo2，输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）Vos Drift：输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的比值。

3，输入偏置电流Iib：输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏置电流平均值。

4，输入失调电流Ios：输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端偏置电流的差值。

5，差模开环直流电压增益Avd：差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时，运放输出电压与差模电压输入电压的比值。

6，共模抑制比CMRR：共模抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放差模增益与共模增益的比值。

7，电源电压抑制比PSRR：电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放输入失调电压随电源电压的变化比值。

交流参数1，供电电压：运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。

对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。

运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。

经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。

这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。

2，压摆率（Slew Rate）：就是电压转换速率，简写为SR，简称压摆率。

其定义是在1微秒或者1纳秒等时间里电压升高的幅度，直观上讲就是方波电压由波谷升到波峰所需时间，单位通常有V/s，V/ms，V/μs和V/ns四种。

电压转换速率用示波器就可以测量。

如果电压转换速率不高，在信号来了时不能准确及时跟上，信号消失后放大器只能跟上了原信号电平的一半或更低，令信号的幅度比信号缩小，分析力也就差了。

运算放大器

科技名词定义中文名称：运算放大器英文名称：operational amplifier定义：可以对电信号进行运算，一般具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。

应用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片运算放大器运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。

在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。

由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。

运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。

随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。

运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。

目录运算放大器的发展历史运算放大器的工作原理运算放大器的类型通用型运算放大器高阻型运算放大器低温漂型运算放大器高速型运算放大器低功耗型运算放大器高压大功率型运算放大器可编程控制运算放大器运算放大器的主要参数共模输入电阻(RINCM)直流共模抑制(CMRDC)交流共模抑制(CMRAC)增益带宽积(GBW)输入偏置电流(IB)输入偏置电流温漂(TCIB)输入失调电流(IOS)输入失调电流温漂(TCIOS)差模输入电阻(RIN)输出电压摆幅(VO)功耗(Pd)电源抑制比(PSRR)转换速率/压摆率(SR)电源电流(ICC、IDD)单位增益带宽(BW)输入失调电压(VOS)输入失调电压温漂(TCVOS) 输入电容(CIN)输入电压范围(VIN)输入电压噪声密度(eN)输入电流噪声密度(iN)运算放大器的应用运算放大器的简易测量运算放大器的发展历史运算放大器的工作原理运算放大器的类型通用型运算放大器高阻型运算放大器低温漂型运算放大器高速型运算放大器低功耗型运算放大器高压大功率型运算放大器可编程控制运算放大器运算放大器的主要参数共模输入电阻(RINCM)直流共模抑制(CMRDC)交流共模抑制(CMRAC)增益带宽积(GBW)输入偏置电流(IB)输入偏置电流温漂(TCIB) 输入失调电流(IOS)输入失调电流温漂(TCIOS) 差模输入电阻(RIN)输出阻抗(ZO)输出电压摆幅(VO)功耗(Pd)电源抑制比(PSRR)转换速率/压摆率(SR)电源电流(ICC、IDD)单位增益带宽(BW)输入失调电压(VOS)输入失调电压温漂(TCVOS)输入电容(CIN)输入电压范围(VIN)输入电压噪声密度(eN)输入电流噪声密度(iN)运算放大器的应用运算放大器的简易测量展开编辑本段运算放大器的发展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。

运放带宽，增益带宽积和频率响应

运放带宽，增益带宽积和频率响应任何电路的带宽都是最重要的。

因此，运放带宽是运算放大器电路中一个特别重要的因素. 运放带宽、增益和增益带宽积都是紧密相关的。

由于任何运放都有限的带宽，在任何电路的设计开始时，都必须仔细考虑增益、带宽和频率响应。

运放带宽虽然运算放大器有一个非常高的增益，这一级别的增益开始下降在一个低频。

开环断点，即增益下降3dB的频率通常只有几赫兹。

长寿命和仍然非常流行的741运算放大器有一个6赫兹左右的开环断点。

除此之外，响应以-6dB/倍频程或-20 dB/10的速率下降。

注：八度是频率的两倍，十年是频率的十倍，因此这两个数字是表达相同特征的两种方式。

典型运算放大器开环增益带宽图运放增益、带宽及补偿OP放大器通常具有较低的断点的主要原因之一是，几乎所有OP AMP都包含了一个称为补偿的特性。

这种频率补偿用于确保运算放大器在所有工作条件下保持稳定。

最早的运放容易发生不稳定，因此，几乎所有运放IC设计中都引入了补偿，这是理所当然的。

无补偿的典型运放开环增益带宽补偿对运放带宽的影响是为了减小断点.这意味着，如果没有补偿，断点和带宽将更大，但代价是不稳定。

反馈对运放带宽的影响在使用运算放大器设计实际电路时，采用负反馈来控制增益。

应用这种反馈可以使非常高的增益交换带宽。

这样，就可以在所需的带宽范围内实现非常平坦的频率响应曲线。

闭环运算放大器增益和频率响应运放增益带宽积在设计运放电路时，一个称为运放增益带宽积的图形是很重要的。

OP放大器增益带宽积通常是为特定的运放类型、开环配置和加载的输出指定的：GBP=Avxf GBP=Avxf其中：运放增益带宽积AV=电压增益F=截止频率(Hz)对于电压反馈放大器，运算放大器增益带宽积为常数.但是，由于增益和带宽之间的关系不是线性的，所以它不适用于电流反馈放大器。

因此，将增益降低10倍将使带宽增加同样的因子。

教科书所忽略的运算放大电路的有效带宽你还并不熟悉的增益带宽积概念

教科书所忽略的运算放大电路的有效带宽你还并不熟悉的增益带宽积概念这篇博客就来吧啦吧啦运算放大电路设计中，很多人都不清楚的几个概念和应用技巧。

关键词主要有：有效带宽、各种增益、负反馈、稳定性、实例解说。

声明：本文只针对电压反馈型运算放大器（VFA）电路进行分析说明。

整篇文章围绕“我们设计的电路实际的有效带宽是多少？”的问题进行解说。

解说的思路：①举例引出问题简单思考；②找出埋藏在深处的多个关键点；③再举经典电路实例说明实际应用中的妙处。

一、先看开题电路图例，引出简单的问题图1同相、反相放大电路上面是什么电路，大家不屑言说，不就是放大电路嘛，同相放大、反相放大，没什么可说道的！只说对了一半，电路是经典到普通的不能再普通的应用了。

但在我眼里更愿把它们看成是有源滤波器，如果你经常处理微弱信号，我想你也会有这种看法的。

这样一说，估计部分人就该有想法了吧。

不如我们先看看运算放大器噪声模型如下图所示，如果是闭环放大电路则同时要考虑外围电阻热噪声和电流噪声与电阻形成的电压噪声。

图2.1运放噪声模型图2.2 折算到输入的总的等效噪声等效输入噪声，一般默认为等效到同相输入端。

这里也不必去纠结“有的文章中怎么都放在反相输入端”的问题。

其实只是2种思路。

如果采用“在输入端加入抵消噪声电压”的思路去定义等效输入噪声，那么为了抵消正端的噪声，也就在负端输入相等的噪声了。

也就出现了有的文章按此种方法来定义，把等效输入噪声模型就放到了负端。

我们常讲运放在选型时，其中一条规则就是“我们要用最合适的，不是最贵最大带宽的”，因为我们总是试图最小化电路噪声，进而更精密地处理微弱信号。

往往带宽最合适是最有效的，就像运放噪声的各种类型都是由对应的噪声频谱密度来定义和给出的，我们最小化带宽也就最大限度地最小化了噪声。

同时最小化的带宽也在以低通滤波的功能存在于电路中。

前文既然说是有源滤波器，增益好说，那运放电路有效带宽是多少呢，请看下文慢慢分解。

运放带宽增益积

运放带宽增益积
运放是一种重要的电子元件，它在电路中起到放大信号的作用。

运放的性能指标之一是带宽增益积，它是运放的重要参数之一。

带宽增益积是指运放的增益和带宽的乘积，通常用单位MHz表示。

它是运放的重要性能指标之一，也是评价运放性能的重要指标之一。

带宽增益积越大，运放的性能越好。

运放的带宽增益积与其内部电路有关。

在运放内部，有一个差分放大器和一个输出级。

差分放大器是运放的核心部件，它负责放大输入信号。

输出级则负责将放大后的信号输出到负载上。

带宽增益积的大小与差分放大器和输出级的性能有关。

差分放大器的性能主要由其增益和带宽决定。

增益越大，放大器的放大能力越强；带宽越大，放大器的频率响应越好。

输出级的性能主要由其输出电流和输出电压决定。

输出电流越大，输出能力越强；输出电压越大，输出能力越强。

在实际应用中，我们需要根据具体的应用场景来选择合适的运放。

如果需要放大高频信号，我们需要选择带宽增益积较大的运放；如果需要放大低频信号，我们需要选择增益较大的运放。

带宽增益积是运放的重要性能指标之一，它决定了运放的放大能力和频率响应。

在实际应用中，我们需要根据具体的应用场景来选择合适的运放，以达到最佳的放大效果。