超全运算放大器设计指南资料.docx

今天主骁从六个方面洋解运算放大器原理、选型、分析及应用电路设计,具体知设点概括如下：运算放大器主要多数解析运放与比较器的破大区别在哪运放电路同相与反向输入调换有哪些情况？如何分析运放也路，具体怎么选择？运算放大器DataShee1.参数详细解析如何处理运放电路设计中的Bug?下面以运放电路分析、选型进行讲解,其他部分不逐一展开.目前市场运放种类繁多，面时不同的使用条件和环境,是否都能选择一样的运放呢?没关系，这是很多电子工程师都会困惑的问题，该如何分析运放电路呢？在学习运放选型前.我们需要先来透测的学习运放电路的内部结构和原理.对于我们来说运富放大器是模拟电路中十分31要的元件,它能组成放大、加法、减法、转换等各种电路，我们可以运用运放的“虚短”和“虚断”来分析电路，然后应用欧姆定律等电流电压关系，即可得输入输出的放大关系等。山干运放的电压放大倍数很大.一般通用型运算放大的开环电乐放大倍数都在HOdB以上.而运放的输出电压毡有限的，一般在1QV14V.因此运放的差模输入电压不足ImV,两输入端近似等电位，相当于“迈跖，开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等，“旌短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚强短路.简称虚短.显然不能带两输入端真正短路.由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的怆入电阻都在IMa以上.因此流入运放输入端的电流往往不足1.u,远小于输入战外电路的电流.故通常可把运放的两输入然视为开路，E1.输入电阻越大，两输入端越接近开路”虚幅”是指在分析运放处于战性状态时,可以把两输入靖视为等效开路.这一特性称为虚假开路,简称虚断,显然不能将两输入湍真正断路.下面本文用虚断和虚断方法来对实际的电路进行分析，如图I所示，是常见的反相比例运募放大电路：图I-I.方向比例运算放大电路在反相放大电路中，信号电压通过电阻R1.加至运放的反相输入堆，输出电压Vo通过反馈电阻Rf反馈到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈放大电路，运放的同相端接地=<)V,反相端和同相端虚短.所以也是OV.反相输入端输入电阻很高,虚断，几乎没有电流注入和漉山，那么R1.和Rf相当于是中联的,流过一个中联电路中的徒一只组件的电流是相同的，即流过R1.的电流和流过Rf的电流是相同的。根据欧姆定律：1.s=(Vs-V-VR1.(1)If=(V-SRf.(2)V-VIIs-If.(4)求解后可能Vo=(-Rf.'R1.)*Vi在分析电路的过程中，哲时不用管运放的其他特性，就根据虚短和虚断的特性来分析.当然，若运放不工作在放大区时，不满足虚短和虑断发条件，不能使用此种方法来分析，如比较涔.如下图1-2.是运放实现的加法渊,用虚短和虚断的方法来分析此电路.图1-2.运放实现的加法渊由于电路存在虚短,运放的冷输入电压VI=0,反相附为虚地，v1.=,vN-0(5)反相端输入电流i1.=0的概念，通过R2与R1.的电流之和等于通过Rf的电流，故：(Vs1.-V-rR1.+(Vs2-V-)R2=(V-Vo)Rf.(6)如果取R1.HR2=R3,由a.b两式解得:-Vbut-VsI+Vs(7)式(7)中负号为反相输入所致，若再接一级反相电路，可消去负号。简言之，虚短是运放正输入端和负输入端的电压相等.近似短路:虚断是流入正负输入端的电流为0.只要掌握了这一点，再运用欧姆定律,即可很容易的分析同相比例放大电路,反向比例放大电路等常用的运放放大电路。运放具体该先么选择呢？下面分类介绍什么情况下选择什么样的运放.I、通用型运算放大零通用型运算放大器就是以通用为日的而设计的，这类器件的主饯特点是价格低廉、产品求大面广.其性能指标能适合于一股性使用.例mA741(单运放)、1.M358(双运放)、1.M324(四运放),它们是目前应用最为广泛的集成运算放大.2、精密运算放大器精函运算放大器一般指失调电压低于ImV的运放，对于出流输入信号，输入失调电压(VOS)和它的温潦小就行，但对于交流输人信号，我们还必须考虑运放的输入电乐噪浑和输入电流噪声,在很多应川情况下检入电压噪声和输入电流噪声显得更为重要一些.在传劈零类型和（或）其使用环境书来许多特别要求时,例如超低功耗、低嫌声、零潦移、轨到轨怆入及输出、可毒的热桧定性和对数以F计读数和（或）在恶劣工作条件下提供致性能的可再现性，运算放大器的选择就会变得特别困娓，精密放大电路会多些电源去箱，滤波等特殊设计的电路.主要区别在于运灯放大器上，相密运W放大器的性能比一般运放好阚多，比如开环放大倍数更大，CMRR更大，速度比较慢，GBW,SR般比较小.失调电压或失调电流比较小，温度漂移小.噪声低等等。好的精密运放的性能远不是一般运算放大器可以比得，一般运放的失调往往是几个mV,而精港运放可以小到1.u，1的水平.要放大微小的信号,必维用精密运放，用了一般的运放，它自身都会带入很大的干扰要通过外围电路改善，小幅或者微调可以，但无法大幅度或者彻底改变。最常用的精密运放就是OP07,以及它的家族，OP27,OP37,OP177.OpA2333«其他的还有很多,比如美国AD公司的产品,很多都是OPA带头的.2-1.双路精密运算放大器3、高阻型集成运算放大涕而阻型集成运灯放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏跣电流常小,一般ridX1091012）W.11B为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要擀旗是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管加成运算放大潺的差分谕入级.用FEr作曲入级.不仅输入阻抗面.静人倒置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但怆入失调电压较大.常见的集成器件有1.F356、1.F355、1.F347"q运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。4,低温漂鞭运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是桁望运算放大器的失调电床要小且不随温度的变化而变化.低温涕型运算放大器就是为此而设计的.常用的感精度、低温涕运算放大器有OP07、OP-27,D508及由MoSFET组成的斩波稳零型低漂移器件IC1.7650等，5,高速型运放高速型运放在快速A/D和QA转换器、视频放大器中,要求集成运算放大涔的转换速率SR一定要高,睢位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的.高速型运算放大器主要特点是具有面的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有1.M3I8,nA71.5等.其SR=50-70V,us.BWG>20MHz.6、低功耗型运放低功耗型运放由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便.所以K1.行便携运翼放大器式仪器应用范困的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运整放大器相适用。常用的运算放大器有T1.4）22C'T1.30C等.其工作电压为±2V-±18V.消耗电流为50-25OmA.目前有的产品功耗已达微瓦覆,例如IC1.76W的供电电源为1.5V.功耗为IOmW.可枭用单节电池供电，SsS30.5110100SOOFrequency(MHz)7、高压大功率蟹运算放火器高大功率型运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制.在普通的运算放大器中.输出电压的最大值般仅几十伏.输出电流仅几十厘安,若要提高怡出电压或增大箱出电流,集成运放外部必须要加辅助电路，窗压大电流集成运算放大器外部不衢附加任何电路，即可输出高电压和大电流，例如D41条成运放的电源电压可达±IS0V,mA791集成运放的输出电流可达IA.相伯通过上面的介绍，对不同使用条件下是否能使用同一种运放,显然是比较清楚的.实际选择弊成运放时，还应考虑其他因素，例如信号源的性侦，是电压源还是电流源：倒我的性旗.集成运放输出电压和电流的是否湎足要求：环境条件，集成运放允许工作范惕、工作电压范阳、功耗与体积等因素是否满足要求.最后再赠送大家一些评价运放的小羟验，评价集成运放性能的优劣,应看其综合性能.SR为转换率，单位为Vms,其他越大，表明运放的交流特性越好；Iib为运放的输入偏汽电流，单位是nA：VoS为输入失调电压，单位是mVIib和VOS值越小，表明运放的出流特性越好.所以，对于放大仔圾、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）.在没有特殊要求的场合，尽量选用通用型集成运放，这样既Ur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I.M324.1.F347等都是将四个运放封奘在起的柒成电路.运算放大器一、运放的分类h按照拓扑分类：电流反馈型(CFB)电压反馈型(VH3)2、按照工艺分类：双极型CMOS型BIMOS型3、按照性能分类：通用运放专用运放二、运放参数：-25X¾MhOft1.IQYbVc*afVMTB2，E.«.U人人*“XVn»,-4cSC。8z*c三“MVWA1gIGWgA4，g2av*a<ajT,-4TC.3Po(AM)A.e»*MMr*SOOIK1.S'WO1.1.0tHf»,人tMf0*SKM，(V-1.-»1f*fVCMvIaaMtf*Itv<v.<f*nr0，.人>1i1.M“fras-MC13Ja-4rc<ax»m*«««t4*neavrw>±a<1.iH1.2gva>>«(«a»tV，IIAA.YrCBu*xtrJa«*»*»®.0QSXI<三。twXIWT(1>>TM<V1.TT三三77BAWa.6MOXTH*M，”.如上是某运放在一定测试条件下的一些电气参数。供电：根据自己所需要的电路供电电压和猿出电压，先判断运放的供电电压是否满足,注：对于一些敏感小信号的处理时,运放的供电质量显的尤其重要,处理不好.会浪费高价买来的性能，如后面提及的PSRR：轨到轨：运放是否是轨到物箱入/出，这个决定能否满取程的跟随您所需要的信号，否则您需要时运放电路进行处理，注；如需放大如下图所示的交流信号时，因为一般运放并不能处理低于OV的电压信号,因此需要在送入运放输入培带宽：如果驱动海速模拟信号输出，加么这个就得注懑频率是否在带宽内，不然会造成信号失真(幅值)。注：带宽需要和实际放大倍数一起去考虑：驱动电流：这个决定您的驱动能力即驱动负我能力，如果负数过大将会导致运放失调，怆出电压不再准确：输入失调电压Vos；输入失调电压是使输出电压为零时加在输入端的补偿电压；输入失御电压温漂：在规定工作温度范国内，输入失调电压随M度的变化量与温度变化址的比值；输入失调电流Ios:%入时.差分输入级对管的基级电流之差.Ios=1.B1.-IB2.表征差分级输人“近不对称引度：病人失调电流温漂：在规定工作温度范围内，输入失隔电流随温度的交化求与温度变化汆之比俏；输入偏湿电涿IB：运放两个输入弗体/电流的平均值，确切地说是运算放大器工作在线性区时流入输入玷的平均电流：注：输入偏注电流与谕入失调电流都是温度的函数.在小信号放大的过程中我们不仅仅要关注偏置电路,失调电流本身的绝对位，还需要关注其随温度动态变化的参数,像行些产品在辕可旅性测试的时候就需要照-4070C的变化，如果选型的时候不注意相关参数的温漂，那么往往导致选型的失败,耽误了项目进度；共模抑制比(CMRR)：与差分放大电路中的定义相同，是差模电压增益与共模电压增益之比,常用分贝数来表示.KCMR=20Ig(AVdAvc)(dB)它是衡鼠怆入级差放对称程度及我征集成运放抑制共模干扰信号隹力的舂数；电源抑制比(PSRR)；PSRR是反映电源的供电电压的代波对输出电压的影响的里要参数.PSRR值越高越好，PSRR=201OgI(RiPPMinNRiPPM3),注意，datasheet标记方式一般有两种,一种是如12QdB.这种方式：另外一种是用例如IuVZV表示.这两种都可以，要了解一下是怎样换券的：另外需要注意的是CMRR和PSRR都是关于频率的函数，如下图所示，实际应用中需要参考类似图-3dB带宽：运算放大器的差模电放大倍数下降3dB所定义的带宽,其伤愈大愈好.可以参考很久之前发的一篇文章：关于裁止频率取-Mb引发的思考？单位剧益带宽：增益下降到1时的3dB带宽，定义为单位增益带宽，与品体管的特征频率相类似；压接率：反映运放对于快速变化的怆入信号的响应能力.信号幅值愈大,频率愈高.要求集成运放的SR意大：以大差模输入电压：运放两输入然能承受的最大差模输入电压，超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象，平面工艺制成的NPN管，其值在SV左右，横向PNP管的VidmaX可达士30V以匕以上描述主要是根据实际附用中对运放参数的一些认识.大家可以自行下我一个运放手册,细细看一下.三、法础应用1、分析理论第础：虚短：在分析运算放大器处于线性状态时，可把的输入玷机为等电位.这特性称为虚假短路,简称虚短：虚断：在分析运放处于线性状态时.可以把两怆入端觇为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断：2、常见电路:OP1反向放大H3-jw12v0p11.>Vout同向放大加法电路R2积分电路R2微分电路备注：相关公式可自行查找或拧推导3、运放组成的有源泄波器：按UfX)附近频率特性的特点，可拘泄波器分为巴特沃斯(B1.merWOrth)、切比占夫(Chebyshev)和贝泥尔(BesseI)三种类型,Q值分别为0.707、1、0.56.巴特沃斯沙波器的幅频特性无峰值，在f=Q附近幅频特性曲线为单调战。切比雪夫/波器在f=K)附近极止特件最好,曲线的衰履斜率.最隆.贝塞尔港波渊的过渡特性最好.相频特性无峰(ft.a、Sa1.1.y-Key架构通用拓扑，压控电压源型现，=15.9kHz,Q=0.5c商通R1.cZ¼0kVTII1.J瓦二220nF220nF&PRzj1.Ok特定的San-Ky高通流波器，0=72Hz,QQ=0.5带通通过VCVS拓扑实现的带通滤波器b、MFB架构，无限增益型文章链接：有源沙波器MFB拓扑低通四、拓展应用1、比较器:a、单限比较器b、滞回比较落c.窗口比较器比较零电路2,020mA采样电路3、电压转电流电路4、电流转电乐电路5、电压转颊率电路6、峥值检测电路运停放大器工作原理，性能参数,分类，选型方法，典型应用电路设计运停放大零（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元.在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块.它是种带有特殊烟合电路及反馈的放大器.其输出伯号可以是输入信号加、减或修分、枳分等数学运算的结果。由于早期应用于模拟计兑机中用以实现数学运算，因而得名“运算放大器二其中标有“+”号的输入端为“向和箱入端”而不能叫做正端），另一只标有号的输入然为“反相输入端”同样也不能叫做负端.如果先后分别不是同肘从这两个输入端输入同样的信号，则在输出擢公得到电压相同但极性相反的输出信号：输出端输出的信号与同相输入端的信号同相，而与反相输入端的信号反相.2.运算放大器的工作原理压控运算放大器可以简化为：它的工作琼理大概是这样的：输入会有两个电压V+和Vr输入之后就会产生一个电压差Vin,电压差加在输入电阻Rin上面。这里面还有个压控电压源，它会把收到的一个小电压放大G倍(即GVin),然后再通过一个内部的输出电阻R。U1.输出出去,那么就可以得到一个被放大的电乐Vout.(1)带反馈如果输入的两个电压差异比较大，同时不加反馈的话，就会形成一个电压比较.当V+电压V-电压时，由于增益非常大.VOUI则会接近电压的上限，即Vs+。当V+电乐VV-电压时则Vout将会接近电质的下限.即Vs-.(2)不带反馈加上反馈后，输入的电压就会构成一个比较正常的数学关系(加、减或微分、积分，这也是运放呆常见的使用方法。在信反馈的各种电路分析中只需牢记“虚短”和“虚断”这两个柢念.即可通吃:Jftfi运放两个瑜入端(同相怜入端和反向输入瑞)电压相同,相两个修入线加路,UUun=Ui1.,叱断运放输入端辎入电潦为0.认为运放摘入炭开路.即i>i2O3.运豫放大器的性能参数共有22条)1 .共根输入电阻(RiNCM)该参数表示运算放大器1：作在线件区时.输入共模电压范阚与该范围内偏置电流的变化岚:之比.2 .直流共模抑SM(CMRDC)该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同口流信号的抑制能力。3 .交潦共模抑制(CMRAC)CMRAC用于衡收运算放大器对作用在两个输入湘的相同交流怙号的抑制能力,是差模开环增益除以共模开环增益的函数。4 .增益带宽枳(GBW)增益带宽积是一个常fit定义在开坏增益随频率变化的特性曲线中以-2(kiB上倍频程滚降的区域.5 .输入偏冏电流(IB)该参数指运算放火器工作在雄性区时流入输入裁的平均电流.6 .输入偏置电流温漂(TCIB)该参数代衣蚪入俏捏电流在温度变化时产生的变化量.TCIB通常以PArC为单位丧示。7 .输入失调电流(IOS)该参数是指流入两个输入端的电流之差.&输入失网电流温摞(Te1.OS)该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化玳，TC1.OS通常以pA°C为单位表示。9 .差模输入电阻(RIN)该参数表示箱入电压的变化值与相应的怆入电流变化量之比,电压的变化导致电流的变化。在一个输入端测玳时，另一输入战接固定的共模电压.10 .输出阻抗(Zo)该参数是指运算放大JrI:作在线性区时,除出端的内部等效小信号阻抗.11 .输出电压摆陶(Vo)该参数是指输出信号不发生箝位的条件下能盛达到的好大电压挖幅的峥峥值，VO股定义在特定的负载电阻和电源电压卜。12 .功耗(Pd)衣示器件在给定电源电压下所消耗的步态功率,Pd通常定义在空段情况下.13 .电源抑制比(PSRR)该参数用来衡计在电源电压变化时运算放火器保持其输出不变的能力,PSRR通常用电就电压变化时所导致的输入失调电压的变化址表示.14 .转换速的压摆率(SR)该参数是指输出电压的变化啾与发生这个变化所需时间之比的最大值，SR通常以Vs为单位表示，有时也分别表示成正向变化和负向变化.15 .电源电流(ICC、1DD)该参数是在指定电源电压下器件消耗的除态电流.这些参数通常定义在空领情况下.16 .单位增益带宽(BW)该参数指开环增益大于I时运算放大器的最大工作频率。17 .恤入失调电压(VOS)该参数我示使箱出电压为零时需要在怆入湍作用的电压基.18 .输入失调电压温煤(TCVOS)该参数指温度变化引起的输入失词电压的变化,通常以nV/'C为单位衣示。19 .驰入电容(C1.N)CIN衣示运算放大涔工作在税性区时任何个输入端的等效电容(多一输入珀接地).20 .输入电压范围(V1.N)该参数指运算放大器正常工作(可获得预期结果)时，所允许的输入电压的范用，VIN通常定义在指定的电源电压下.21 .箱入电压噪声密度(CN)对于运算放大器，输入电压噪声可以看作是连接到任意一个输入堆的申联噪声电压源，cN通常以nV/根号HZ为电位表示,定义在指定领率.22 .都入电流噪声密度(iN)对于运停放大器,输入电流映声可以看作是两个噪声电流源.连接到每个输入地和公共然，通常以PAf根号HZ为单位表示，定义在指定频率，对选型比较重要的一屿参数：1.失调电H；MW定义：为了使输出电压为零，在输入端施加的差分电压,也可以叫补偿电压.影响因素：温度(对应失调电压温漂)、电源波动(对应电源抑制比)影响结果:运算放大涔输出结果同理论值存在偏差，并且由于受i度和电源波动的影响，此误差并不是固定值.注意：为宜流假置.直接会加在输出上，因此如果是交流信号不必过多担心该值，但是衢要考虑是否会加后断过供电电压导致信号失直，当图中输出受到WS影响时：Sbut=<1+R2R1)×(M)S+Vin)反向放大电路2、失调电流IoS定义；当运放输出直流电压为零时，运放两个输入端流进或者流出直流电流的差值影响因素：制造工艺，很难保证两个输入端口的偏置电流相等影响结果：同样在运放输出信号引入误差,如图一中计算受到失调电流影响的输出结果为Vbut=<1+R2RI)×<1.os*R2+Vin>3、偏置电流IB定义：当运放物出出流电压为零时.运放两个物入端流进或者流出直波电流的平均值<Voirt体就电流和失闲电流示意图影响因索：制造工艺，双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±IOnA1.UA之间：场效应管物输入级,输入偏置电流一般低于InA。影响结果：运算放大器输出结果同理论值存在偏差,参照图1.受偏置电流Ib影响得到的偏说电压为：VB=R1.*R2,(RI+R2)eIb对应得到的输出为:Vbut=RI*R2/(R1.+R2)*Ib÷Vin,Ur以通过在同相蜡增加兀配电附：R3=R1.*R2/(RI+R2),实现误差消除4,失调电压温漂VOS定义：芯片承受留度范围内,输入失调电压的变化与溺度变化的比Ift影响因索；温度影响结果；失调电压发生变化，导致运放输出受到干扰，如果是直流信号后面跟A/D.直接影响最后检测结果.5、增益带宽积GBP(GainBandwithProduct)定义；墙益带宽松指定为GBVP,GBW,GBP或GB)是放大器带宽和带宽的增益的乘枳。这个乘枳往往是个常数,F1.等于运放的开环增益穿越OdB的时候的频率.CompensatedOpAmpS产POieioCttonASSUmed«=1 ForPhaseMarginMtm MarjdoemtknowhowyouWMIueetherOpAmp影响因素：运放内容结电容的频率响应特性导致的.影响结果：该参数衣明在设计过程中必须考虑放大增益倍数同信号频率之间的关系.高频信号增益大小受限,必须选用GBP参数较大的运放.6、共模抑制比CMRR<CommonModeRejectionRaiio>定义：放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数AUC之比.CMRR=Aud1Auc或者表示为CMR=201.gAUdJAUC(dB).膨响因素：电路对称性(失网电流等参数)、线性工作范围影响结果：这一参数是为了说明差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力，抑制共模输入的干扰信号提高信噪比。1.PS:共模除入电出是指运放的两个输入用脚电压的平均值）7、转换速度SR（SIewRate>定义：也称为压摆率，将一个大信号（包括阶跃信号）输入至运放输入端，运豫放大器输出电压的上升速率,单位有通常有V/s.V/ms和Vs.乐排率的数学定义：SR=2×piXfXVpk式中：f为地大频率，一般认为是带宽：VPk是放大输出信号的最大蜂峰伯.影响结果；评价运放对信号变化速度的适应能力,是衡砧运放在大用度信号作用时工作速哎的参数.当钻人信号变化斜率的绝对值小于SR时,给出电压才按线性规律变化.4.运算放大涔的分类按照集成运算放大器的参数来分.集成运舞放大渊可分为如下几类.（1）通用型通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的，这类器件的主要特点是价格低廉、产品r.其性能指标能适合于一般性使用0例UA741（单运放）、1.M358（双运放）、1.M324（四运放）及以场效应管为输入级的1.F356辞属于此种.它们是目前应用最为泛的集成运能放大器.（2）高阻型这类集成运算放大器的特点是差根输入阻抗非常高，输入的置电流非常小，-Hi.rid>1.G0IB为几皮安到几十皮安,实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级.用FET作输入被，不仅输入阻抗高，怆入体汉电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有1.F355、1.F347（四运放）及更高输入阻抗的CA313O、CA3140等.（3）低温源型（精密型）在精密仪器、/信号检测等自动控制仪表中.总是希望运算放大器的失圜电压要小且不随温度的变化而变化，低温漂型运算放大器就是为此而设计的。当前常用的离精度、低温深运"放大器有OPO7、OP27.AD503及由MoSFET现成的斩波梗零型低潦核涔件IC1.7650等“（另一个解择：精密运算放大器一般指失时电压低于ImV的运放，对于出流输入信号，输入失调电压（VoS）和它的温渊小就行，但对于交流输入信号，我们还必须考虑运放的输入电压噪声和输入电流噪声，在很多应用情况下输入电压噪声和输入电流噪声显得更为重要一些.在传感器类型和（或）其使川环境带来许多特别要求时.例如超低功耗、低噪声、零漂移.轨到轨怆入及输出、可端的热稳定性和对数以千计读数和（或）在恶劣工作条件下提供一致性能的可再现性，运算放大器的选择就会变得特别困册。精密放大电路会多一些电源去相，波等特殊设计的电路，主要M别在于运算放大器上，精密运算放火器的性能比一般运放好很多.比如开环放大倍数更大.CMRR更大.速度比较慢.GBW.SRIS比较小.失调电J卡或失调电流比较小,温度漂移小，喉向低等等.好的精密运放的性能远不是一般运算放大器可以比汨，蚀运放的失调往往是几个mV,而精的运放可以小到IuV的水平，要放大澈小的信，；，必须用精密运放，用了一般的运放.它白牙都会带入很大的干扰。要通过外的电路改善,小帕或者微谓可以.但无法大幅改或者彻底改变.最常用的精密运放就是OP07.以及它的家族，OP27.OP37.OPI77,OPA2333.其他的还布很多，比如美国AD公司的产品，很多都是OPA带头的Q（4）高速基在快速A/D和D/A转换潺、视版放大静中,要求篥成运算放大器的转换速率SR定要高，单位增益带宽BwG一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器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1.M318.MA7!5,KSR=5O-7OVus.BwG>20MHZ（5）低功耗型由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随著便携式仪器应用范用的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大涔相适用。常用的运豫放大器有T1.-O22C、T1.-O60C等，其工作电压为±2V'±18V,消耗电流为SO25OuA,目前有的产品功耗已达UW级,例如IC1.7600的供电电源为ISV,功耗为IomW.可采用单节电池供电.（6）高压大功率里运算放火器的输出电压主要受供电电源的限制.在普通的运算放大器中,输出电压的加大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安.若要提高输出电压或增大输出电流.集成运放外部必须要加辅助电路.高压大电流集成运灯放大器外部不辐附加任何电路,即可输用高电压和大电流。例如W1.集成运放的电源电压可达±I5OV,A791.集成运放的输出电流可达!A.（7）可短程控制型在仪器仪表得使用过程中椰会涉及到成程得问时.为了得到固定电压得输出，就必须改变运算放大器将放大倍数,例如：有一运算放大器得放大倍数为10倍，输入信号为ImY时，输出电压为IOmv.当输入电压为0.1mv时，输出就只有Imv,为了得到IomV就必须改变放大倍数为100.程捽运放就是为了解决这一问题而产生的.例如PGA103A,通过控制1,2脚的电平来改变放大的倍数.5,运W放大器的选型方法（1）正向设计4.5.3集成运放的选择通常情况下.在设计集成运放应用电路时,15有名Qef究运放的内部电路,而是根据设计需求寻找其盯相应性能指标的a片.因此.了X运数的类9.埋“运放主要性能指标的物理义.是正选舞运数的前提.应梭据以下几方面的要求选推运放.一、18号源的性Si根据信号图是电压源还是电海源,内阳大小、输入信号的帼值及频率的变化检图等.选界运放的拉傅人电阻j、-3dB府宽（或单位增益带宽八H投速率SA等指标,数二、负©的性JB根据负裁电阻的大小,确定所需运放的输出电压和出电源的值对于容性负栽或感性负©,还要考虑它ri对频率参数的影响。三、对模用信号的处理.如放大、运算等，往往提出精度要求；如电压比较.往往提出响应时间.灵敏度要求.根据这些要求选界运数的开环空模增总4u.失调电压Un.失漓电流1.0及H快速率SR等指你参政，国、环境条件I1.t据环境K度的变化范国.可正"选押运放的失i1.1.电压及失调电浪的“91dUjdT、d1d7等参数；*据所能提供的电源（如有些情配只能用于电池）速择运放的电源电压；根1”性处有无限制选择运放的功R等等,根据上述分析就可以通过查阅F册等手段选界某一”号的运故了必要时还可以通过各ItEDA软件进行仿H.终定最般意的芯片目前.各钟号用运放和多方I1.i性能俱佳的运放冷类繁多,采用它In会大大提高电路的成不过，从性能价格比方面考虚.皮层量采用通用）运I1.只有在通用S!运放不足应用要求时才采用特殊型诋放.考比因素：1 .运放供电电压大小印方式选择：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 .运放带班；5 .乐摆率大小，这决定全功率信号带宽：6 .OI,fsct电压和OffSCt电流选择：7 .Offsct电压的温度的滤移大小.叩AM1.f1.ctAT大小：8 .运放输入阻抗选择：9 .运放输出亚动能力大小选择：10 .运放静态功耗,即ICC电流大小选择：11 .运放噪比选择；12 .运放腱动负我检定时间；13 .是否是轨到轨的应刖：（2）畲考设计T1.放大器产品郃副总裁兼总羟理AmiChaiRon表示，放大涔选型有三种方式：“第种方式，如果工程师知道他们所委选择的运。放大器的相关参数的话.他InUr以在TI官网上.通过猫人相应的参数,快速地找到合适的运算放大渊.第二种方式,工程师可以在T1.官网上，通过查找相关应用，从相应的子系统参考电路中找到合适的放大器.第三种方式，也是T1.为工程师In提供的非常便捷的搜索方式。工程师们可以在T1.官网上通过搜索相应的终端应用.从我们针时该应用提供的相应的参考设计中获得合适的运算放大器J6.典型应用电路设计(1)反向放大器运算放大器的同向端接地=OV,反向端和网向端虚短，所以也是OV,反向输入端输入电阻很腐，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1.和R2相当于是串联的，流过一个小联电路中的每一只组件的电流是相同的.即流过R1.的电波和流过R2的电流是相同的.流过R1.的电液I1.=(Vi-V>RIa流过R2的电流I2=(V-but>rR2bV-V+H)C1.1.T2d求解上面的初中代数方程得>ut=(-R2R1.)*Vi这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了.(2>同向放大器Vi与V-与",则Vi=V-a因为虚断，反向输入端没有电流输入输出，通过R1.和R2的电流相等,设此电流为I.I1.1.欧姆定律得：1.=Vbut(R1.+R2)bVi等于R2上的分压即：ViT-R2C由abc式得WHI1.=Vi*(R1.+R2VR2这就是传说中的同向放大器的公式九(3)加法器因为虚断.运算放大器同向地没有电流流过，则流过R1.和R2的电流相等，问理流过R4和R3的电流也相等。(VI-V+)RI=<V+.V2),R2.a(Vbut-V-)R3=V-R4b由虚短知：V+=V-C如果RI=R2,R3=R4,则由以上式子可以推导出V+=<VI+V2V2V-=Vb112故VMH=VI+V2也是一个加法器,呵引(4>战法器由虚断知，通过R1.的电流等于通过R2的电流，同理通过R4的电流等于R3的电流，故有(V2-V+NR1-V+,R2a(V1-V-'R4=(V-VoutKRSb如果R1=R2则V+=V2,2C如果R3=R4.则V-=(Vbut+V1.>'2d由虚短知VfV-C所以Vou(=V2-VI这就是传说中的减法器了.(5)积分电路由运算放大器的虚短知,反向输入端的电压与同向端相等，由盘断知，通过R1.的电流与通过C1.的电流相等,通过R1的电流i=V1.R1.通过C1.的电流i=C"dUcd=-OdvOUUdt所以Vout=(-1.(RICI)Jvdt蝌出电压与输入电压对时间的积分成正比,这就是传说中的积分电路了.若VI为恒定电压U,则上式变换为VxH=U*t(RI*CM是时间,则Vn1.t输出电压是一条从0至仇电源电压按时间变化的直线，(6)微分电路由虚断知，通过电容C1.和电阻R2的电流是相等的，由虚短知.运算放大器同向湍与反向端电压是相等的，则：MMIt=i*R2=(R2KT)dV1.d1这是一个微分电路,如果V1.是一个突然加入的口流电压，则输出Sbut对应个方向与V1.相反的脉冲，(7)差分放大电路(IR实用)由虚短知Vx=VIaVy=V2b由虚断知，运算放大器输入崩没有电流流过,则RkR2、R3可视为申联，通过姆一个电阻的电流是相同的，电流