运放使用中不可忽视的几个问题是什么(运放使用中不可忽视的几个问题有哪些)
在生活中,很多人可能想了解和弄清楚运放使用中不可忽视的几个问题的相关问题?那么关于运放使用中不可忽视的几个问题是什么的答案我来给大家详细解答下。
在很多课本中接触的基本都是理想运算放大器,即:
(1)开环电压放大倍数Auo为无限大。
(2)输入电阻Ri为无限大。
(3)输出电阻Ro为零。
对于考试,掌握以下两个公式就基本够了~
事实上,理想运发是不存在的,在使用运放时要了解一些参数:
1.输入失调电压(Vio):输入失调电压(Input off set Voltage),简称Vio,其定义是为使运算放大器输出端为0V(或接近0V)所需加于两输入端间之补偿电压。理想之运算放大器其Vio为0V,一般为毫伏级,此参数越小越好。在微小信号测量中输入失调电压很重要。
2.输入偏置电流(le):偏置电流(bias current)是运放的主要误差之一,即第一级放大器输入晶体管的基极直流电流的平均值。此参数越小越好。在进行高精度或小信号采样时,可以选用低失调电流运放。
3.最大输出电压(Vom):对于实际运算放大器,若振幅变大,则输出信号接近正、负电源电压进入饱和状态,出现失真。在出现失真之前的最大电压称为最大输出电压。一般运放输出电压都会低于电源电压1V左右,“轨到轨”输出运放可实现输出电压接近电源电压。
4.共模输入电压范围(Vcl):运放共模输入范围是运放输入电压的一个区间,它表征的是运放能够线性工作的区间,即输入电压共模值在这个区间内,当输入电压发生变化时,输出电压能够线性的发生变化。
5.共模抑制比(CMRR):差模电压增益Avo与共模电压增益Avc之比称为共模抑制比。可以表示为CMRR=201g(Avo/Avc)dB。此值越大越好,但是会随着信号的频率升高而下降,一般都大于80dB。
6.压摆率(SR):若输入信号变化块,则输出跟不上输入的变化速度。SR是表示这种跟踪性能的参数。该值越大越好,但是该值高的运算放大器其他性能较差。压摆率计算出的带宽同带宽增益积的关系:带宽增益积反应小信号放大信号的带宽问题,压摆率反应大信号放大信号的问题,一般大信号的带宽都要小于带宽增益积的值。在设计大信号放大电路时一定要考虑器件的压摆率。
7.增益带宽乘积(GB):表示电压增益一频率特性的参数,单位为MHz。GB=Af。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。
8.电源电压抑制比(PSRR):运放失调电压随电源的变化率称为电源电压抑制比,若电源变化△Vs时失调电压变化量为△Vio,PSRR=20lg(△Vs/AVo)dB。此值越大越好,较小时输出中出现电源噪声。
比如某款运放PSRR达到160dB,根据公式,即使电源电压在4.5V-5.5V区间内发生变化,电源对运放输出的影响只有10nV。这个指标是指电源电压的直流变化,而不包括电源电压交流的变化(如纹波),在交流情况下,这个指标会发生非常大的恶化。如果运放电路使用了开关电源,又没有把去耦、滤波做得很好的话,后级输入精度会受到极大的影响。对于500kHz开关频率的纹波,PSRR+恶化到只有50dB,假设纹波大小为100mV,那么对于后级的影响恶化会达到0.3mV。对于很多小信号采集的应用来说,这个误差是不可接受的。因此,有些应用场景甚至会在运放电源入口做一个低通滤波(注意电阻功耗和电阻热噪声)。
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