集成运算放大器的选择和使用.ppt

集成运算放大器的选择和使用,一、集成运放的种类 运算放大器 仪表放大器 音频放大器 差分放大器 电流反馈性放大器 高频放大器 宽带放大器 缓冲器 功率放大器,集成运算放大器的选择和使用,运算放大器 特点： 用于实现各种运算、不具有自身特点的通用放大器。 设计的关键是找到运算放大器的极限。 通用运算电路：,集成运算放大器的选择和使用,改变外部元器件参数构成不同的运算电路,2.缓冲放大器 特点： 高输入阻抗 低输出阻抗 输入、输出电压相等 应用电路：,集成运算放大器的选择和使用,集成运算放大器的选择和使用,缓冲放大器的作用： 输入缓冲：解决与信号源之间的阻抗匹配问题； 中间隔离：避免前后级电路相互之间的影响； 输出缓冲驱动：提高电路的负载驱动能力； 更重要的是解决放大电路环路增益的增大和信号频率的增大而导致的电路输出阻抗增大，从而造成的高频信号下产生移动突跃点（频率响应急剧变化点）和高频误差。,3.差分放大器 特点： 电路结构对称 更换电阻阻值轻松改变增益 定值电阻阻值配对难，不容易做到电路对称 共模抑制比不高（1%误差的精密电阻大至做到25dB左右的共模抑制比） 输入阻抗不高（受构成电路的运放外部电阻影响） 应用： 一般用作减法运算且对输入阻抗要求不高的场合。,集成运算放大器的选择和使用,4.仪表放大器,特点： 高输入阻抗 高共模抑制比 三运放仪表放大器电路：,集成运算放大器的选择和使用,集成运算放大器的选择和使用,三运放仪表放大器的特点： 高输入阻抗（输入端两个跟随器） 高共模抑制比（A3运放组成的差分减法电路） 增加了信号延时 减小了允许输入共模电压范围 无需精确的电阻匹配 电路增益：Av=1+2R1/RG,集成运算放大器的选择和使用,双运放仪表放大器电路： 双运放仪表放大器特点： 高输入阻抗 高共模抑制比 较大允许共模输入电压（两个运放叠加） 两输入端延时不同，有高频交流失真 一般用作低频放大。,增益：Av=1+R4/R3+(R4+R1)/RG,集成运算放大器的选择和使用,5. 电流反馈型放大器(CFA) 特点： 非常宽的带宽 应用时带宽和增益独立设置调整(VFA带宽随增益增大下降)，带宽与增益无关 高频特性好(VFA的高频特性差，开环增益从10MHz处就开始下降)，很高频率时开环增益才开始下降 开环增益随频率下降速率与VFA相同：20dB/10倍频 同相输入端高阻抗（缓冲器输入），反相输入端低阻抗（缓冲器输出到总输出） 高速、低精度（VFA为低速、高精度） 输入端及反馈电阻对寄生电容敏感，布局布线是关键。,集成运算放大器的选择和使用,应用： 适用于要求宽带、高频及转换速率高，但对稳定性和精度要求不是很高的场合。 6. 高频放大器 特点： 增益固定 高增益带宽积(GBW)-在固定增下达10GHz带宽 高稳定性（内部特殊补偿技术） 价格昂贵（一般不用）。,集成运算放大器的选择和使用,7. 全差分放大器(FDA) 特点： 产生和利用全差分信号 将单端信号变换成差分信号输出 具有共模电压输出端（公共参考地），提供ADC抑制共模信号用。,集成运算放大器的选择和使用,8. 功率放大器(PA) 特点： 高功率输出（大电压、大电流） 散热是关键 具有最大电流设置、并行链接等 具有振铃和啸叫的缺点。,集成运算放大器的选择和使用,9. VFA（电压反馈型）和CFA（电流反馈型） VFA特点： 带宽与增益成反比 高频响应速度相对CFA慢 压摆率低 低速、高精度 CFA特点： 带宽与增益相互独立 高频响应速度快 压摆率高 高速、低精度,集成运算放大器的选择和使用,10. CFA运放的应用 用作缓冲器时不能直接将输出和反相输入相连，而是要通过电阻连接，该电阻用以限制输出端的正、负过冲脉冲的幅度。 用作低通电路时，不能在负反馈回路中并接电容元件，而是要在同相输入端采用低通RC网络。 二阶低通滤波器的反相输入端连接线的长度应尽可能的短，以保证尽量小的寄生电容，确保电路整体的相位裕度。 调节CFA电路的增益时，应调节输入端电阻的阻值，而不能改变反馈电阻（反馈电阻值按技术资料中给出的参数值）。,集成运算放大器的选择和使用,电路板采用一个独立的模拟地，防止干扰。 电源输入端采用退耦电容，在靠近集成放大器电源输入端处对地连接一个10nF或100nF的瓷片电容。,集成运算放大器的选择和使用,集成运算放大器的选择和使用,集成运算放大器的选择和使用,11. 稳定集成运放电路的措施 数据转换器输入端口等具有相对来说比较大的电容，运放输出与之相连接时会产生容性负载的不稳定。解决的办法是在运放输出端与负载之间串接一个小电阻，电阻值的大小