眾所周知,運算放大器是構建模擬電路的基本模塊,它們用于多種信號調節(jié)任務,例如電壓放大、濾波和數(shù)學運算。當然,運算放大器的重要特征之一是速度,因此區(qū)分出了通用運算放大器和高速運算放大器。在理想情況下,運算放大器在所有頻率下都具有無限輸入阻抗的特性,但實際上它們的速度是有限的。決定高速運算放大器的重要概念有兩個:它們與運算放大器的速度有關,即帶寬和壓擺率。這兩個概念很難理解,尤其是它們如何相互聯(lián)系。影響高速運算放大器速度的原因是什么?那么,是什么原因導致運算放大器首先具有有限的速度呢?發(fā)生這種情況是因為現(xiàn)實生活中的運算放大器受到節(jié)點上有限阻抗的限制。節(jié)點處的阻抗取決于節(jié)點處的電阻和電容。隨著頻率的增加,電容的行為更像是“短路”,從而導致較低的阻抗并因此導致較低的增益,導致信號開始“丟失”,正是這一點限制了如何快速的運算放大器可以工作。江蘇谷泰微電子有限公司專注模擬信號鏈產品研發(fā),擁有豐富邏輯芯片型號,歡迎選購!低壓通用放大器廠家
理想的運算放大器具有無限的輸入阻抗,以防止任何電流從電源流入運算放大器電路。但是當運算放大器用于線性應用時,會在外部提供某種形式的負反饋。由于這種負反饋,輸入阻抗變?yōu)閆in=(1+AOL*β)Zi其中,Zin是沒有反饋的輸入阻抗AOL是開環(huán)增益β是反饋因子(電壓跟隨器為1)連接到運算放大器輸入的信號源的阻抗必須比放大器輸入阻抗小得多,以避免信號丟失。理想運算放大器的輸出阻抗為零。這意味著輸出電壓與輸出電流無關。因此,理想的運算放大器可以充當具有零內阻的完美內部電壓源,從而可以將最大電流驅動到負載。實際上,運算放大器的輸出阻抗受負反饋影響,由下式給出,Zout=Zo/(1+AOLβ)在這里,Zo是沒有反饋的運算放大器的輸出阻抗,AOL是開環(huán)增益,β是反饋因子連接在運算放大器輸出端的負載阻抗必須遠大于電路輸出阻抗,以避免由于Zout兩端的電壓降而導致任何顯著的輸出損失。低溫漂運算放大器價格江蘇谷泰微電子有限公司專注模擬信號鏈產品研發(fā),擁有豐富電平轉換芯片型號,歡迎選購!
所有運算放大器的輸入級都包含一個差分放大器。如果將兩個不同的電壓信號施加到運算放大器的兩個輸入端,則產生的輸出信號與兩個信號之間的“差”成正比。因此,差分放大器放大了相對于公共參考測量的兩個電壓之間的差異。差分放大器可以通過四種不同的方式進行配置:1、雙輸入平衡輸出差分放大器。2、雙輸入不平衡輸出差分放大器。3、單輸入平衡輸出差分放大器。4、單輸入不平衡輸出差分放大器。當將相同的輸入電壓信號施加到兩個輸入端子時,該操作稱為“共模”操作。共模信號通常是干擾或靜態(tài)信號。共模增益是由共模輸入引起的輸出電壓變化除以共模輸入電壓。雖然差分放大器對施加到兩個輸入的差分電壓提供很大的放大,但它區(qū)分共模輸入信號,即它拒絕放大共模信號。
運算放大器常用參數(shù)解釋:1、開環(huán)增益AoL定義為當運放工作于線性區(qū)時,運放輸出電壓與差模電壓輸入電壓的比值由于差模開環(huán)直流電壓增益很高,多數(shù)運放的差模開環(huán)直流電壓增益一般在數(shù)萬倍或更多,用數(shù)值直接表示不方便比較,所以一般采用分貝方式記錄和比較。理想運放的開環(huán)增益為無窮大,實際運放一般在80dB~150dB。2、共模信號抑制比(CommonModeRejection)共模抑制比,定義為當運放工作于線性區(qū)時,運放差模增益與共模增益的比值。即在運放兩輸入端與地間加相同信號時,輸入、輸出間的增益稱為共模電壓增益AVC,CMRR=AV/AVC共模抑制比是一個極為重要的指標,它能夠抑制共模輸入的千擾信號。江蘇谷泰微電子有限公司致力于模擬芯片及信號鏈芯片領域的產品設計與銷售,擁有多種儀表放大器。
運算放大器重要特性:單片運放正常工作所需的電源電壓范圍為±15V。如今,由于電路速度的提高和采用低功率電源(如電池)供電,運放的電源正在向低電壓方向發(fā)展。盡管運放的電壓規(guī)格通常被指定為對稱的兩極電壓(如±15V),但是這些電壓卻不一定要求是對稱電壓或兩極電壓。對運放而言,只要輸入端被偏置在有源區(qū)域內(即在共模電壓范圍內),那么±15V的電源就相當于+30V/0V電源,或者+20V/–10V電源。運放沒有接地引腳,除非在單電源供電應用中把負電壓軌接地。運放電路的任何器件都不需要接地。高速電路的輸入電壓擺幅小于低速器件。器件的速度越高,其幾何形狀就越小,這意味著擊穿電壓就越低。由于擊穿電壓較低,器件就必須工作在較低電源電壓下。如今,運放的擊穿電壓一般為±7V左右,因此高速運放的電源電壓一般為±5V,它們也能工作在+5V的單電源電壓下。對通用運放來說,電源電壓可以低至+1、8V。這類運放由單電源供電,但這不一定意味必須采用低電源電壓。江蘇谷泰微電子有限公司電流檢測放大器型號豐富、功能齊全,歡迎選購!音頻線驅動放大器代理商
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為什么理想運算放大器的開環(huán)增益為無限大?(1)實際的運放開環(huán)增益達到10萬以上,非常非常大所以把實際運算放大器理的開環(huán)增益想化為無窮大,并由此導出虛地。(2)導出虛地只是針對反相放大器而言吧。運算放大器的開環(huán)增益無窮大,可以使得我們在設計電路的時候,閉環(huán)增益可以不受開環(huán)增益的限制,而取決于外部元件。就是用大的開環(huán)增益換取閉環(huán)增益的穩(wěn)定性。(3)導出虛地是針對運放在負反饋接法時不只是反相放大器;正反饋時沒有虛地。(4)很好理解假設增益很小,則對于一個輸出電壓,加在運放兩端的電壓的差值相對較大,如果接成負反饋狀態(tài),就會帶來運放兩端的電壓的不一致,從而引起放大的誤差。低壓通用放大器廠家