运放如何选型
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。
运算放大器选型指南
快速选型指南——精密放大器(插页)................................ 7 轨到轨输入/输出............................................. . . . . . . . 34
按性能规格分类的放大器选型指南
FastFET (FET输入)............................................... . . . . . . 35
共模抑制比(CMRR) 共模电压范围(CMVR)与此范围内的输入失调电压(ΔVoOS)变化的比 值,结果用dB表示。CMRR (dB) = 20log (CMVR/ΔVOS)
全功率带宽 指在单位增益下测得的最大频率,在该频率下,额定负载上可 以获得一个正弦信号的额定输出电压,并且压摆率限制不会导 致失真。
选择运算放大器并非易事,可供选择的放大器类型、类别、架 构和参数如此之多,因此选择过程可能相当困难。每位客户和 每种应用所要求的性能可能都略有不同。无论您是设计咖啡机
(不错,咖啡机中也会使用运算放大器),还是新一代医疗成像系 统,ADI公司都能提供合适的放大器来满足您的需求。
本手册将能够帮助您轻松快捷地找到满足您应用需求的运算放大 器。手册包括如下内容:运算放大器术语和用于制造IC的工艺说 明、各种选型表、应用指南、设计工具,以及一份方便易用的运 算放大器参考挂图插页。希望您经常查阅这份选型指南,它将帮 助您更好地了解和鉴识运算放大器及其诸多应用。
轨到轨输出. . . . . . . . . . . . . . . ...................................... ..... 24 通信.................................................................. 46
运放芯片选型
运放芯片选型运放芯片(Operational Amplifier,简称OP-AMP)作为一种重要的模拟电路元件,在电子设备中有着广泛的应用。
因为其输入输出信号放大倍数大、频响宽,输入阻抗高,输出阻抗低,能够提供良好的放大和滤波特性,因而成为许多电子设备和系统中的关键器件。
运放芯片的选型对电路设计和性能有着重要影响,以下将介绍运放芯片选型的一些关键因素。
首先,需要考虑的是运放芯片的工作电压范围。
根据具体应用场景和电路要求,选择适合的工作电压范围的运放芯片。
通常,运放芯片的工作电压范围可分为单电源和双电源两种。
单电源工作的运放芯片适合于只有正电压供应的场合,而双电源工作的运放芯片既适用于正负电压供应的场合,也适合于只有正电压供应的场合。
其次,需要考虑的是运放芯片的增益带宽积。
增益带宽积是一种关键的性能指标,它是指运放芯片在单位频率范围内的放大倍数乘以频率的积。
增益带宽积越大,运放芯片的高频响应能力越强。
对于高频信号处理和放大的应用,需要选择增益带宽积较大的运放芯片。
同时,还需要考虑运放芯片的输入偏置电流和输入偏置电压。
输入偏置电流是指运放芯片输入端的电流偏离零电流的程度,而输入偏置电压是指电压应用于运放芯片输入端时输出端的电压偏离零电压的程度。
这两个参数越小,表示运放芯片的输入电流和电压偏置能力越好,对精确放大和信号处理的应用更加适合。
另外,还需要关注的是运放芯片的电源电流和静态功耗。
电源电流是指运放芯片从电源中获取的电流,静态功耗是指在没有输入信号时运放芯片本身消耗的功率。
选择低电源电流和低静态功耗的运放芯片,可以减少电路系统的功耗,延长电池使用寿命。
此外,还需考虑运放芯片的温度特性和稳定性。
温度特性是指运放芯片在不同温度下的性能表现,稳定性是指运放芯片的工作在不同温度和电源波动下的性能表现。
应选择具有良好温度特性和稳定性的运放芯片,以确保电路设计的可靠性和稳定性。
最后,还需要考虑运放芯片的价格和供应情况。
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。
运放关键参数及选型原则
精心整理运放参数解释及常用运放选型集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标,外加所有芯片都有极限参数。
本文以NE5532为例,分别对各指标作简单解释。
下面内容除了图片从NE5532数据手册上截取,其它内容都整理自网络。
极限参数主要用于确定运放电源供电的设计(提供多少V电压、最大电流不能超过多少),NE5532的极限参数如下:、输电压。
输入失调小于±1其两输入端的偏置电流平均值。
输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。
Inputbiascurrent(偏置电流)是运放输入端的固有特性,是使输出电压为零(或规定值)时,流入两输入端电流的平均值。
偏置电流biascurrent就是第一级放大器输入晶体管的基极直流电流。
这个电流保证放大器工作在线性范围,为放大器提供直流工作点。
输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于1nA。
偏置电流值也限制了输入电阻和反馈电阻数值不可以过大,使其在电阻上的压降与运算电压可比而影响了运算精度。
或者不能提供足够的偏置电流,使放大器不能稳定的工作在线性范围。
如果设计要求一定要用大数值的反馈电阻和输入电阻,可以考虑用J-FET输入的运放。
同样是电压控制的还有MOSFET器件,可以提供更小的输入漏电流。
在设计高精度直流放大放大器或选用具有较大输入偏置电流的运放时,必须使运放两端直流通道电阻相等,这样子才能平衡输入偏置电流。
Inputoffsetcurrent(失调电流)是运放两输入端的偏置电流差,是由于输入差分对管的不对称性所致,是使输出电压为零(或规定值)时,流入两输入端电流之差。
由于目前多数运放的输入级都存在有不同形式的偏置电流补偿,故偏置电流的量级大为降低,以至于相对失调电流来说显得不那么重要。
如何选择适合的运放
如何选择适合的运放在电子设备中,运放(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种重要的电子器件,广泛应用于信号放大、滤波、波形整形等电路中。
正确选择适合的运放对于电路性能的稳定与提高至关重要。
本文将介绍如何选择适合的运放。
一、了解运放的基本参数运放有许多基本参数需要了解,以下是几个重要的参数:1. 增益带宽积(Gain Bandwidth Product,GBW):表示运放的增益与频率的乘积,通常以MHz为单位。
选择运放时,应根据电路所需的最大增益和工作频率来确定适合的GBW值。
2. 输入失调电压(Input Offset Voltage,Vos):表示在两个输入端之间存在的微小电压差,会对输出结果产生影响。
通常以mV为单位,应尽量选择Vos较小的运放。
3. 输入失调电流(Input Offset Current,Ios):表示运放两个输入端之间的电流差异,也会对输出结果产生影响。
通常以nA为单位,应尽量选择Ios较小的运放。
4. 输入偏置电流(Input Bias Current,Ib):表示运放两个输入端的总电流,同样会对输出结果产生影响。
通常以nA为单位,应选择Ib较小的运放。
二、考虑电源电压范围运放通常需要工作在一定的电源电压范围内,过高或过低的电源电压都会影响运放的性能。
因此,在选择运放时,要根据实际应用的电源电压范围来确定适合的运放。
三、确定功耗要求功耗是选择运放时需要考虑的一个重要指标,如果对设备的功耗要求较高,应选择低功耗的运放。
四、选择合适的封装类型运放有多种封装类型,如DIP、SOP、SSOP等。
选择封装类型时,应根据实际使用环境和电路布局来确定合适的封装类型。
五、参考应用案例和厂商手册了解同类产品的应用案例和厂商手册中的参数说明是选择适合运放的有效方法。
可以参考厂商手册中的参数表,并与实际应用需求进行对比和分析。
选择适合的运放是一项重要而复杂的任务,需要结合实际需求和对运放性能的了解。
怎样选择运放
器件选型:怎样选择运放
选择运放,在选择便宜又方便买到的基础上,还需要具体需要关注以下几个参数:1、电源电压范围(VCC)
首先,确认运放的电源电压范围,以及是单电源供电,还是双电源供电。
比如,LM358既可以双电源供电,也支持单电源供电。
2、共模输入信号范围(V icm)
所有运放对输入信号的电压都有一个承受范围。
共模输入信号范围指的是输入运放反相输入端或者同相输入端信号的电压限制,若输入信号超过这个范围,运放的输出将产生截止或者其他失真。
比如,当LM358供电+V=30V时,输入到任何一个输入端的信号幅度不能超过30V-1.5V=28.5V。
3、开环增益(A ol)
开环增益是指运放的内部电压增益,等于输出电压与输入电压的比值。
开环增益在运放设计时就已经确定的,一般都可达106(120dB)。
在运放的技术手册中通常以大信号电压增益(A vd),比如LM324的
A vd=100V/mv=105(倍)=100dB。
4、共模抑制比(CMRR)
共模抑制比描述运放抑制共模信号的能力。
共模抑制比越大说明运放的质量越好。
理想的运放共模抑制比为无穷大,共模信号输入到反相输入端或者同相输入端时,输出为0。
但实际当中,共模抑制比不可能无穷大,如LM324的CMRR=80dB,LM358的CMRR=85dB等。
5、转换速率(SR)
转换速率指当输入信号出现一个跳变时,运放输出对这个跳变的响应速度。
运放如何选型
运放参数解释及常用运放选型集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标,外加所有芯片都有极限参数。
本文以NE5532为例,分别对各指标作简单解释。
下面内容除了图片从NE5532数据手册上截取,其它内容都整理自网络。
极限参数主要用于确定运放电源供电的设计(提供多少V电压、最大电流不能超过多少),NE5532的极限参数如下:直流指标运放主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。
NE5532的直流指标如下:输入失调电压Vos输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。
输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。
输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。
对于精密运放,输入失调电压一般在1mV以下。
输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)ΔVos/ΔT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。
这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。
一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
输入偏置电流Ios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。
模拟电路的精髓:运放,该如何选型?
模拟电路的精髓:运放,该如何选型?
1 从供电电源方面来考虑运放多数都是即可以双电源供电,又可以单电源供电的,而有的运放却只支持单电源供电,并且供电范围也不相同。
在选择运放时,供电范围一定要考虑清楚供电参数,以防止因供电问题导致运放电路不能正常工作。
2 是否是轨到轨应用
轨到轨有输入和输出之分,多数情况下是指输出轨到轨,即满幅输出,输出信号能达到电源的幅值。
如果用在精密放大、对输入输出关系要求线性要求较高、输出幅值要求能达到电源幅值,必须使用轨到轨的运放。
如果不要求线性输出或者仅仅用作比较,则可以考虑非轨到轨运放。
如常用的LM358是非轨到轨运放。
3 考虑共模抑制比共模抑制比用CMRR来表示,是指对两个输入端上的共模信号的抑制能力,定义式表示为对差模信号的电压增益与共模信号电压增益的比值,表示了差模输入时抑制共模干扰信号能力,是衡量了运算放大器对输入信号共模信号的抑制能力。
在设计运放电路时一定要考虑共模信号的输入范围,防止电路不能正常工作。
4 是否是精密运放
在放大微弱信号时,对运放的精密性要求比较高,需要考虑输入失调电压,是否存在零漂。
在使用一些模拟类传感器时,可能会发现这样的说明:输入为零时,输出信号不大于多少。
运放都存在输入失调电压的情况,即输入为零时,输出不为零,需要电路调整。
5 其他参数
其他参数,如工作温度范围、封装形式、运放通道数、价格等。
总之,运放的选择是比较复杂的,不同运放之间,价格相差巨大,一
定要根据实际使用情况,正确选择运放参数。
怎么选择运放
怎么选择运放2011-05-04 01:31:28| 分类:技术资料|字号订阅运算放大器是整个模拟电路设计的基石,选择一个恰当的放大器对于达到系统设计指标至关重要。
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.压摆率大小,这决定全功率信号带宽;6.Offset电压和Offset电流选择;7. Offset电压随温度的漂移大小,即ΔVoffset/ΔT大小;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。
转载:在设计开关电源的模拟电路时,有的人根本不知道如何选择运放,手头有什么就用什么,也许你曾经这样做了100次,都幸运的成功了,但是第101次会怎么样哪?另外一些人是恰恰相反,抱这五六本原厂资料翻来翻去,结果好不容易寻到了梦中情人,又买不到。
不才向大家推荐一些俗俗的运放,肯定能买到,能适应大多场合。
1. 速度要求不高,或直流放大:LF441(单),LF442(双),LF444(四),TL084(四)(以上运放为JFET输入,阻抗极高,不必考虑输入端的阻抗平衡)OP07(单,高精度,有调零端,速度可是特别慢,用于直流放大不错)2. 速度比较高,音频范围,倍数不超过100:LF356(单),LF353(双),LF347(四),TL074(四)(以上运放为JFET输入,阻抗极高,不必考虑输入端的阻抗平衡)OP27(单,高精度,有调零端,速度比LF356快)NE5534(用于音响放大,音质很好,但输入阻抗低)3. 高速OP37(单位频响50MHz,但一定不能用做跟随器!在闭环增益小于5时会自激)4. 低压或单电源LM324(太慢)建议使用Maxim公司产品其他特殊场合,如视频放大,超线性放大,低漂移等要求,还是要在Internet上查查的说"你焊在电路板上的运放不是教科书上的理想运放!"设计电路时,在考虑了你所考虑的全部问题以后,请注意以下问题.1. 输出电压摆幅不要期望一般的运放的输出电压能达到供电电压,哪怕你的负载电阻为10M. 一般的通用运放的输出电压的峰峰值都与电源相差1~3V.2. 共模输入电压范围不要让你的运放的输入端的电位非常接近他的供电电压,否则你会被搞的焦头烂额.例如,你选用的是LF347运放(多数JFET运放都类似),供电电压为正负12V,正输入端电位为-11V,负输入端为-11.5V,你猜输出会是什么?或许你猜错了,是-10V.这就是你超出共模电压范围使用的结果.当然,如果你换成LM324,就没有这种效果了.幸好,现在Maxim公司和NS公司都推出了Rail to Rail 运放,他们的共模电压范围和电源电压相同.3. 输出电压摆率SR如果你正在用运放放大高频大幅值信号,一定不要忽略SR参数,他表示输出电压每微秒最大的变化量.举例说明,uA741的单位带宽为1MHz,SR=0.7V/us,如果你将他接成跟随器形式(增益=1),此时,如果你输入幅值为-5V~+5V,频率为200KHz的方波,那么,输出结果一定使你大失所望,他的输出居然是一个幅值只有2V左右的怪怪的三角波.略做补充:1. 对于低电势放大线路,还要考虑失调,温漂和输入噪音.2. 对于高精度线路,应注意共模抑制比,一般来说共模抑制比高的OP其线性较好.3. 注意输入电阻,双极型OP一般在几百K至几十M.运放的自激有多种可能引起:1. 补偿不足. 例如OP37等运放,在设计时,为了提高高频响应,其补偿量较小,当反馈较深时会出现自激现象.通过测量其开环响应的BODE图可知,随着频率的提高,运放的开环增益会下降,如果当增益下降到0db之前,其相位滞后超过180度,则闭环使用必然自激.2. 电源回馈自激.从运算放大器的内部结构分析,他是一个多级的放大电路,一般的运放都由3级以上电路组成,前级完成高增益放大和电位的移动,第2级完成相位补偿功能,末级实现功率放大.如果供给运放的电源的内阻较大,末级的耗电会造成电源的波动,此波动将影响前级的电路的工作,并被前级放大,造成后级电路更大的波动,如此恶性循环,从而产生自激.3. 外界干扰. 确切的说,这并不算自激,但现象和自激相似.输出产生和输入无关的信号.因为我们处于一个电磁波笼罩的环境之中,有50Hz和100Hz的工频干扰,数百Hz的中波广播干扰,数MHz的短波干扰,几十到几百Hz的电视广播和FM广播干扰,1GHz左右的无线通讯干扰等.如果电路设计屏蔽不佳,干扰自然会引入电路,并被放大.如果电路出现自激现象,首先应该判断是哪种原因造成的.第一种自激出现在运放闭环使用,而且增益较低的情况下,一般只有增益小于10的情况下才能出现.其实这种自激最好解决,正确的选择运放即可,对于一些高速运放,其厂家手册中都会注明最低的闭环增益. 与此相反,后两种情况都是在高增益情况下发生,这一点非常重要,可以准确的判断自激的原因.相对而言,后两种自激较难解决,本人不谦虚的说,只有具有一定的模拟电路设计经验,才有可能避免以上情况的发生.基本原则是尽量增加地线的面积,在运放供电印脚附近,一定是附近增加高频退殴电容,采用高频屏蔽等方法消除自激,减小干扰。
如何选用运算放大器
如何选用运算放大器——用电压型还是用电流型运算放大器按其输入阻抗、输出阻抗的高低分为四种基本类型(见图1)。
应用最广泛的是电压型(“VV”型)运放。
这类运放有高输入阻抗(反相输入端)和低输出阻抗(注意,所有各类运算放大器的同相输入端均有高输入阻抗)。
但是,在很多电路中,还用到了另外几种类型的运算放大器,即图1中所示的"CC”型(电流型)、“VC”型(电压至电流型。
即跨导型)及“CV”型(电流至电压型,或跨阻型)。
这三种类型的运放均具有相当宽的频带。
现通过一些简单的电路来说明上述各类运放的工作特性。
一、运放的构成首先,我们来看一下怎样用基本模块来构成上述四种类型的运算放大器。
为了便于比较。
每种类型都用同样的元件。
在这里,我们决定用一种所谓推挽AB类运作技术,这种技术又称为“电流按要求”(“current on demond”)运作。
具体如图2所示,图中只用了两种基本电路:一个电压跟随器和一个电流镜。
这两种电路的内部结构示于图3。
两个互补的电压跟随器构成了运放输入端所必需的差动放大器。
电压跟随器的输出信号,以从电源吸收电流的形式,进入电流镜。
推挽AB类运作较常规差动放大器优越,其静态电流小,但即便如此,仍可获得很大的峰值电流。
因此,无摆率(slew rate)限制。
两个电流镜的输出端是电路的高阻抗点。
如有需要,可以从这一点接一电容(即“补偿电容”)到地。
此运算放大器的最后部分是一个电压跟随器,以提供低阻抗输出。
二、电压型运放(VV)电压型运算放大器的特征是高阻抗输入和低阻抗输出。
其运作模式为压控电压源。
理想的VV型放大器增益为A D=Vo/V D=∞(无限大)。
而实际的运放有不同的增益,其范围为103至l06。
图4所示为一个理想的VV型放大器的模型。
由图中可以看出,其差动增益是由输入端阻抗变换器的跨导电阻(transductance resistance)R=1/S和高阻抗点的电阻共同确定的。
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3741,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 —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、从175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-150V,J A791运放的输出电流可达1A。
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。
运放的主要参数及选型
运放的主要参数及选型运放(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种非线性电路元件,它可以将输入信号放大到更大的幅度。
运放广泛应用于各种音频和视频放大器、信号处理和控制系统等领域。
在选型运放时,主要需要考虑以下参数:1. 增益(Gain):增益是运放将输入信号放大的幅度。
常见的运放有固定增益和可调增益两种。
2. 带宽(Bandwidth):带宽是指运放能够放大的频率范围。
通常使用单位增益带宽乘以增益来计算实际带宽。
3. 输入阻抗(Input Impedance):输入阻抗是指运放输入端对信号源的负载能力。
较高的输入阻抗可以减小信号源电流的损失。
4. 输出阻抗(Output Impedance):输出阻抗是指运放输出端对负载的影响。
较低的输出阻抗可以提供更大的输出电流。
5. 噪声(Noise):噪声是指运放输出中与输入信号无关的杂散信号。
在选择运放时需要考虑噪声对于应用的影响。
6. 温漂(Temperature Drift):温漂是指运放参数随温度变化的程度。
温度漂移对精密应用的性能有很大的影响。
7. 电源电压(Supply Voltage):电源电压是指供电给运放的电压范围。
电源电压需要满足运放的工作要求。
8.共模抑制比(CMRR):共模抑制比是指运放对共模信号的抵抗能力。
较高的CMRR可以减小共模干扰的影响。
在选型运放时,需要根据具体应用需求综合考虑以上参数。
可以通过查阅厂商提供的参数手册或者进行实际测试来评估运放的性能。
此外,还需要考虑运放的价格、可靠性和供应等因素。
运放选型指南
集成运算放大器选型指南
集成运算放大器选型指南
正确选择集成运算放大器
运算放大器的参数 运算放大器的分类 运算放大器选用时注意事项
正确选择集成运算放大器
集成运算放大器是模拟集成电路中应用最广泛的一种器 件。在由运算放大器组成的各种系统中,由于应用要求 不一样,对运算放大器的性能要求也不一样。 在没有特殊要求的场合,尽量选用通用型集成运放,这 样即可降低成本,又容易保证货源。 当一个系统中使用多个运放时,尽可能选用多运放集成 电路,例如LM324、LF347等都是将四个运放封装在一起 的集成电路。 评价集成运放性能的优劣,应看其综合性能。一般用优 值系数K来衡量集成运放的优良程度。对于放大音频、 视频等交流信号的电路,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 较的高的运放比较合适(既失调电流、失调电压及温飘 均比较小)。
2、高阻型运算放大器
运放CA3140主要参数: 输入失调电压 5000 μV 输入失调电压温度漂移 8 μV/℃ 输入失调电流 0.5 pA 输入失调电流温度漂移 0.005 pA/℃ 直流电源电压(V+和V -端子) 36V 最大存储温度范围 -65℃ to 150℃ 差模输入电压 8 最大结温(塑料封装) 150℃ 直流输入电压 (V+ +8V) To (V- -0.5V) 最大结温(金属罐封装) 175℃ 输入端电流 1mA 温度范围 -55℃ to 125℃ 输出短路持续时间 无限期
运算放大器选用时注意事项
4.当运算放大器用于直流放大时必须进行调零。有 调零端的运算放大器应按标准推荐的调零电路进行调 零。 5.为了消除运算放大器的高频自激,应参照推荐参 数在规定的消振引脚之间接入适当电容消振,同时应 避免两级以上的运算放大器级联,以减小消振困难。 为了消除内阻引起的寄生振荡,可在运放电源端对地 就近接去藕电容,考虑到去耦电解电容的电感效应, 常常在其两端并联一个容量为0.01~0.1μF 的瓷片电容。
运放选型
运算放大器的结构形式主要有三种:模块、混合电路和单片集成电路。
对于设计工程师来说,不仅是要知道所用产品的型号,而且还应熟悉生产这些产品的工艺,从而能够从一类放大器中选出一种放大器做特定的应用。
表1 给出了各种运算放大器结构的性能情况。
(一)模块放大器目前使用几种工艺生产运算放大器,性能最高的放大器是以模块的形式由分立元件构成的。
因为使用分立元件,所以可选用像高压输出晶体管、超低电流的FET 管以及阻值很高的电阻等等这类专门制作的元件。
在模块的设计中,在电气测试时(密封之前)通过对直流参数(比如失调电压)或交流参数(比如建立时间)进行细调的方法来选择电阻和电容是可能的。
模块工艺的缺点是实际的尺寸较大和价格高。
由于每个模块都是单独构成的,大量加工制造是不现实的,并且制造成本相对地也是很高的,但是对于那些对性能有极高级别要求的特殊应用来说,由于模块运算放大器的规范由生产厂来保证,所以它们还是有吸引力的。
模块运算放大器包括斩波稳定放大器、可变电抗静电计放大器和宽带高速放大器。
1.斩波稳定放大器当需要放大(或缩小)电平极低的电压信号时,要使用斩波放大器。
斩波放大器的内部是交流耦合的--有效的差动输入信号被斩波成方波,这个方波被解调和放大。
交流耦合消除了许多与运放有关的误差,因此失调和漂移极低。
斩波放大器的主要性能指标:低失调电压10 A低失调漂移0.1 V/℃长期稳定性1 V/年高开环增益107V/V低温升漂移3 V2.静电计放大器当需要尽可能高的输入阻抗和最低的偏置电流时,要使用静电计放大器。
静电计放大器内部也是交流耦合的,输入信号被加到包括低漏流的变容二极管(电压可变电容)的电桥上,该电桥由高频载波信号所激励。
输入电压引起电桥的不平衡,合成的交流误差信号被交流耦合到下一级,在那里被同步解调和放大。
使用低漏流可变电容产生的输入电流低至10fA(1fA=10-15A),获得这样的低电流是以较高的失调电压为代价的。
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
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运放参数解释及常用运放选型集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标,外加所有芯片都有极限参数。
本文以NE5532为例,分别对各指标作简单解释。
下面内容除了图片从NE5532数据手册上截取,其它内容都整理自网络。
极限参数主要用于确定运放电源供电的设计(提供多少V电压、最大电流不能超过多少),NE5532的极限参数如下:直流指标运放主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。
NE5532的直流指标如下:输入失调电压Vos输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。
输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。
输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。
对于精密运放,输入失调电压一般在1mV以下。
输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)ΔVos/ΔT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。
这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。
一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
输入偏置电流Ios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。
输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。
Input bias current(偏置电流)是运放输入端的固有特性,是使输出电压为零(或规定值)时,流入两输入端电流的平均值。
偏置电流bias current就是第一级放大器输入晶体管的基极直流电流。
这个电流保证放大器工作在线性范围, 为放大器提供直流工作点。
输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于1nA。
偏置电流值也限制了输入电阻和反馈电阻数值不可以过大, 使其在电阻上的压降与运算电压可比而影响了运算精度。
或者不能提供足够的偏置电流, 使放大器不能稳定的工作在线性范围。
如果设计要求一定要用大数值的反馈电阻和输入电阻, 可以考虑用 J-FET 输入的运放。
同样是电压控制的还有 MOSFET 器件, 可以提供更小的输入漏电流。
在设计高精度直流放大放大器或选用具有较大输入偏置电流的运放时,必须使运放两端直流通道电阻相等,这样子才能平衡输入偏置电流。
Input offset current(失调电流)是运放两输入端的偏置电流差,是由于输入差分对管的不对称性所致,是使输出电压为零(或规定值)时,流入两输入端电流之差。
由于目前多数运放的输入级都存在有不同形式的偏置电流补偿,故偏置电流的量级大为降低,以至于相对失调电流来说显得不那么重要。
再加上失调电压的影响,所以通常就不会单独考虑偏置电流的问题,这也就是一般不加偏置电流补偿电阻的原因。
失调电流与偏置电流的的区别从上图可以看出,输入的内部是三极管或者mos管,要想三极管工作在线性放大区域,必须提供合适的偏置电压和电流。
但由于两个管子不可能完全一样,所以两个基极电流的差(Ib1-Ib2),就是输入失调电流。
而两个管子的基极电流的平均值((Ib1+Ib2)/2),就是输入偏置电流。
输入失调电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂)ΔIos/ΔT最大共模输入电压Vcm最大共模输入电压定义为,当运放工作于线性区时,在运放的共模抑制比特性显著变坏时的共模输入电压。
一般定义为当共模抑制比下降6dB 是所对应的共模输入电压作为最大共模输入电压。
最大共模输入电压限制了输入信号中的最大共模输入电压范围,在有干扰的情况下,需要在电路设计中注意这个问题。
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。
共模抑制比是一个极为重要的指标,它能够抑制差模输入中的共模干扰信号。
由于共模抑制比很大,大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录和比较。
一般运放的共模抑制比在80~120dB之间。
共模抑制比定义为当运算放大器工作于线性区时,运算放大器的差模增益与共模增益之比值。
共模抑制比是一个极为重要的指标,它表示了差模输入时抑制共模干扰信号能力,是衡量了运算放大器对输入信号共模信号的隔离能力。
共模信号是信号线对地的电压,差模信号是信号线之间的电压。
放大电路是一个双口网络,每个端口有两个端子。
当两个输入端子的输入信号分别为U1和U2时,两信号的差值称为差模信号,而两信号的算术平均值称为共模信号。
抑制共模信号的作用任何信号都可以分解为共模信号和差模信号。
共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器两个输入端的相同信号,通常是由于线路传导和空间磁场干扰产生的,不携带有效信息,是不希望出现的信号。
主要表现为:1) 单线传输时,地电位差异引起的共模信号,会叠加在信号上形成共模干扰,造成原始信号失真 ;2) 双线传输时,有效信号是差模信号,共模信号是无效信号。
如果共模信号被放大很多,会影响到真正需要放大的差模信号。
共模抑制比120dB与60dB区别大吗?比如输出差模信号1V,差模增益1,理论测试结果为1V。
但若存在100V共模电压,120dB共模抑制比衰减倍数为0.000001,此时测试误差为0.1mV,而60dB共模抑制比衰减倍数为0.001,测试误差为100mV。
也就是说,共模抑制比60dB的测试误差会是120dB测试误差的1000倍。
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。
电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。
对于电源电压抑制比低的运放,运放的电源需要作认真细致的处理, 否则电源的纹波会引入到输出端。
当然,共模抑制比高的运放,能够补偿一部分电源电压抑制比,另外在使用双电源供电时,正负电源的电源电压抑制比可能不相同输出峰-峰值电压Vout:输出峰-峰值电压定义为,当运放工作于线性区时,在指定的负载下,运放在当前大电源电压供电时,运放能够输出的最大电压幅度。
除低压运放外,一般运放的输出输出峰-峰值电压大于±10V。
一般运放的输出峰-峰值电压不能达到电源电压,这是由于输出级设计造成的,现代部分低压运放的输出级做了特殊处理,使得在10k?负载时,输出峰-峰值电压接近到电源电压的50mV以内,所以称为满幅输出运放,又称为轨到轨(raid-to-raid)运放。
需要注意的是,运放的输出峰-峰值电压与负载有关,负载不同,输出峰-峰值电压也不同;运放的正负输出电压摆幅不一定相同。
对于实际应用,输出峰- 峰值电压越接近电源电压越好,这样可以简化电源设计。
但是现在的满幅输出运放只能工作在低压,而且成本较高。
Gain Bandwidth Product 增益带宽积放大器的增益带宽积(指定为GBWP,GBW,GBP或GB)是放大器带宽和带宽增益的乘积.假设运算放大器的增益带宽积为1 MHz,它意味着当频率为1 Mhz时,器件的增益下降到单位增益。
即此时A=1。
同时说明这个放大器最高可以以1 MHz的频率工作而不至于使输入信号失真。
由于增益与频率的乘积是确定的,因此当同一器件需要得到10倍增益时,它最高只能够以100 kHz的频率工作。
交流指标运放主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。
交流指标中有许多很重要的参数,尤其单位增益带宽和压摆率,分别在小信号和大信号运放选型中尤其有用。
输出阻抗Rout输入阻抗反映运放输出端带负载能力,越小越好。
开环增益Av开环条件下运放能达到的最大增益。
开环带宽开环带宽定义为,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。
这用于很小信号处理。
NE5532数据手册中貌似没有这项参数。
单位增益带宽GB(NE5532中使用增益带宽积GBW衡量)单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。
单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增益以后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。
这项参数用于小信号处理中运放选型。
压摆率(转换速率)SR运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。
由于在转换期间,运放的输入级处于开关状态,所以运放的反馈回路不起作用,也就是转换速率与闭环增益无关。
转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标,对于一般运放转换速率SR<=10V/μs,高速运放的转换速率SR>10V/μs。
目前的高速运放最高转换速率SR 达到6000V/μs。
这用于大信号处理中运放选型。
全功率带宽在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端,使运放输出幅度达到最大(允许一定失真)的信号频率。
这个频率受到运放转换速率的限制。
近似地,全功率带宽=转换速率/2πVop(Vop是运放的峰值输出幅度)。
全功率带宽是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。
运放种类低功耗运放是在通用运放的基础上大降低了功耗,可以用于对功耗有特殊要求的场所,例如手持设备。
它具有静态功耗低、工作电压可以低到接近电池电压、在低电压下还能保持良好的电气性能。
随着MOS技术的进步,低功耗运放已经不是个别现象。
低功耗运放的静态功耗一般低于1mW。
精密运放是指漂移和噪声非常低、增益和共模抑制比非常高的集成运放,也称作低漂移运放或低噪声运放。
这类运放的温度漂移一般低于1uV/摄氏度。
由于技术进步的原因,早期的部分运放的失调电压比较高,可能达到1mV;现在精密运放的失调电压可以达到0.1mV;采用斩波稳零技术的精密运放的失调电压可以达到0.005mV。