1 / 42

信息工程学院

基于集成运放的放大电路设计. 信息工程学院. 贾立新. 运算放大器 构成信号的产生、信号的变换、信号处理等各种各样功能，已成为构成模拟系统的基本单元。. 1.1 运算放大器的模型. 1. 理想运算放大器的模型. （ 1 ） 开环增益 A VO ＝ ∞ ； （ 2 ）输入电阻 r i = ∞ ； （ 3 ）输出电阻 r o =0 ； （ 4 ）频带宽度 △ f =∞ ； （ 5 ）共模拟制比 K CMR =∞ ； （ 6 ）失调漂移、内部噪声均为 0 。. 2. 实际运算放大器的模型. （ 1 ）差分输入电阻 r i ； （ 2 ）电压增益 A VO ；

zephr-cochran
Download Presentation

信息工程学院

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 基于集成运放的放大电路设计 信息工程学院 贾立新

  2. 运算放大器构成信号的产生、信号的变换、信号处理等各种各样功能，已成为构成模拟系统的基本单元。运算放大器构成信号的产生、信号的变换、信号处理等各种各样功能，已成为构成模拟系统的基本单元。 1.1 运算放大器的模型

  3. 1.理想运算放大器的模型 （1）开环增益AVO＝∞； （2）输入电阻ri= ∞； （3）输出电阻ro=0； （4）频带宽度△f=∞； （5）共模拟制比KCMR=∞； （6）失调漂移、内部噪声均为0。

  4. 2.实际运算放大器的模型 （1）差分输入电阻ri； （2）电压增益AVO； （3）输出电阻rO； （4）差分输入电压vD=vP-vN。 741运算放大器的rd=2MΩ，AVO=200V/mV，ro=75Ω。

  5. 1.2 用集成运放构成的典型放大电路 1.比例放大器 Avf=vo/vi= -R2/R1

  6. 2.同相放大器

  7. 3.加法电路

  8. 加法电路的应用——D/A转换器双极性输出

  9. D/A转换器单极性和双极性输出工作波形

  10. 4.基本差动放大电路 （1）差模信号和共模信号 很多传感器的输出信号既有差模信号，又有共模信号。

  11. VDIFF表示差模电压，它是有用信号。VCM表示共模电压，它携带的信号对测量没有用处，且会降低测量精度。 对于这种信号一般采用差分放大电路进行放大。

  12. （2）基本差分放大电路的原理 当Rf=RF，R1=R2时，

  13. （3）专用差分放大器-IN132 在实际使用中，差分放大电路的电阻参数很难完全匹配，导致共模抑制能力下降，这时可采用专用差分放大器。

  14. 5.仪表放大器 基本差分电路虽然可以达到放大差模信号，抑制共模信号的目的，但存在输入电阻较低、增益调节不便的缺点。 采用IN132构成的仪表放大器

  15. 5.仪表放大器 单片集成仪表放大器——AD620 只需一只外接电阻来调节增益； 供电电源±2.3V~ ±18V； G=100时，带宽120kHz。

  16. 5.仪表放大器 AD620应用——数据采集系统

  17. 5.仪表放大器 AD620应用——精密V/I变换

  18. 5.仪表放大器 AD620应用——心电（EGC）检测仪

  19. 6.反相交流放大器 C1=1000/2πf0R1（μF） C2=1000/2πf0RL（μF）

  20. 单电源供电交流放大器

  21. 6.同相交流放大器

  22. 1.3 集成运放的主要参数 1.输入偏置电流和输入失调电流 同相输入端吸收的电流用IP表示，反相输入端吸收的电流用IN表示 将IP和IN的差称为输入失调电流 IOS=IP-IN

  23. 分析：输入偏置电流和失调电流对放大电路的影响

  24. 输入偏置电流和失调电流对放大电路的影响 措施： 得 令 缩小所有的电阻 ； 选择一款具有更低IOS值的运算放大器

  25. 2. 输入失调电压 将同相输入端和反相输入端短接，对于实际运算放大器来说，由于输入级电路参数的固有失配，其输出电压vo≠0 。

  26. VOS对电阻反馈运算放大器电路的影响

  27. 输出失调电压的补偿

  28. 3.开环带宽BW和单位增益带宽GBW 开环电压增益从开环直流增益A0下降3dB时所对应的频宽称为开环带宽BW 从开环直流增益到0dB时所对应的频宽称为单位增益带宽GBW 。 741运放的典型值fb=5Hz，ft=200000×5=1MHz。

  29. 放大电路增益与带宽的关系 fB：放大器带宽；AF：放大器增益 例：用运算放大器741设计一个增益为60dB的音频放大器，要求带宽fB≥20kHz。

  30. 4．转换速率（Slewing Rate，SR） 转换速率也称压摆率，其定义是运放在额定负载及输入阶跃大信号时输出电压的最大变化率 。 当放大器输出大振幅的高频信号时，转换速率对实际的带宽起到主要的约束。 fp（max）=SR/（2πVo（max））

  31. 4．转换速率（Slewing Rate，SR） OPA552的单位增益带宽GBW为12MHz，SR为24V/μS，用其构成放大倍数为5的反相放大器，其小信号带宽为12MHz/5=2.4MHz，当输出信号的峰-峰值为10V时，其 fp（max）=SR/（2πVo（max））=764（kHz）

  32. 正确使用集成运算放大器 （1）正确理解运放性能参数 最重要的三个参数：供电电源，带宽，输出电流

  33. （1）JFET输入运算放大器——TL082 TL082是低成本、高速、双JFET输入运算放大器，适用于高速积分电路、D/A转换电路、采样保持电路以及低输入失调电压、低输入偏置失调电流、高输入阻抗等应用场合。

  34. （1）JFET输入运算放大器——TL082

  35. （2）超低失调电压运算放大器OP07 OP07具有非常低的失调电压、非常低的偏置电流和很高的开环增益。OP07具有很宽的电源电压范围±3V~±15V。

  36. （2）超低失调电压运算放大器OP07

  37. （3）低成本、轨对轨输出、单电源供电高速运算放大器MAX4016（3）低成本、轨对轨输出、单电源供电高速运算放大器MAX4016

  38. （4）高电压、低失真电流反馈运算放大器——THS3092（4）高电压、低失真电流反馈运算放大器——THS3092

  39. 正确使用集成运算放大器 （2）输入保护电路

  40. 正确使用集成运算放大器 （3）供电电源的去耦

  41. （4）高速运放使用注意事项 不要使用面包板，因为面包板含有较大的电感 避免使用集成电路插座，因为它增加寄生电容和电感； 采用表面贴装元件代替直插元件，以改善高频特性； PCB板至少采用两层，过空尽量少； PCB板的信号线尽量短、尽量直，不采用900转角。

  42. 设计练习——可编程放大器的设计 工作频率0~20kHz,增益在0~80dB步进1dB,全频范围共模抑制比在80dB以上，可以数字设置步进，并显示增益。

More Related