5个运算放大器使用技巧（附运算放大器应用设计技巧）.docx

运算放大器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。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。目前，运算放大器被广泛应用于电子行业中，但是如果在使用运算放大器的过程中不“遵守”一些规则，可能会造成严重后果。下面谈谈我用运算放大器的一点体验和经验。L运算放大器的输出电压问题目前市场上的运算放大器依然存在一些不可避免的缺陷，输出电压很难达到其理想的电源电压（空载情况下可以达到电源电压）。而且实际应用中，输出电压都会带有一定的负载,负载越大，其电压损耗越大。那么这个时候如果引入负电源，其电压输出就能够达到理想的电源电压范围。2 .运算放大器反馈回路千万不能并接电容如果一个用于直流信号放大的电路，为了去耦，不小心把电容并接到了反馈回路，反馈信号的相位发生了改变，很容易就会发生振荡。所以，在放大电路中，反馈回路不能加入任何影响信号相位的电路。3 .反馈回路的Layout注意事项反馈回路的元器件必须要靠近运算放大器，而且PCB走线要尽量短，同时要尽量避开数字信号、晶振等干扰源。反馈回路的布局布线不合理，则会容易引入噪声，严重会导致自激振荡。4 .运算放大器输入电压限制众所周知，电子元器件都是在特定的输入电压范围内正常工作的，运算放大器当然也不例外。如果运算放大器的输入电压超出范围，那么运算放大器就会出现工作不正常的现象，甚至一些更严重的情况。5 .运算放大器使用必须重视电源滤波运算放大器的电源滤波不容忽视，电源的好坏直接影响输出。特别是对于高速运算放大器，电源纹波对运算放大器输出干扰很大，弄不好就会变成自激振荡。所以最好的运算放大器滤波是在运算放大器的电源脚旁边加一个OJuF的去耦电容和一个几十UF的锂电容，或者再串接一个小电感或者磁珠，效果会更好。结语只要合理的使用运算放大器，便不用担心使用运算放大器带来的问题。目前随着国内智能穿戴、便携电子设备空前发展，运算放大器的应用范围将会得到进一步提升。运算放大器应用设计的几个技巧运算放大器在电路中发挥重要的作用，其应用已经延伸到汽车电子、通信、消费等各个领域，并将在支持未来技术方面扮演重要角色。在运算放大器的实际应用中，设计工程师经常遇到诸如选型、供电电路设计、偏置电路设计、PCB设计等方面的问题。下面简要谈谈运算放大器应用设计的几个技巧。一、如何实现微弱信号放大？传感器+运算放大器+ADC+处理器是运算放大器的典型应用电路，在这种应用中，一个典型的问题是传感器提供的电流非常低，在这种情况下，如何完成信号放大？对于微弱信号的放大，只用单个放大器难以达到好的效果，必须使用一些较特别的方法和传感器激励手段，而使用同步检测电路结构可以得到非常好的测量效果。这种同步检测电路类似于锁相放大器结构，包括传感器的方波激励，电流转电压放大器，和同步解调三部分。需要注意的是电流转电压放大器需选用输入偏置电流极低的运放。另外同步解调需选用双路的SPDT模拟开关。在运放、电容、电阻的选择和布板时，要特别注意选择高阻抗、低噪声运算和低噪声电阻。以下给出几点建议：1）电路设计时注意平衡的处理，尽量平衡，对于抑制干扰有效，这些在美国国家半导体、BB（已被Tl收购）、ADl等公司关于运放的设计手册中均可以查到。2）推荐加金属屏蔽罩，将微弱信号部分罩起来（开个小模具），金属体接电路地，可以大大改善电路抗干扰能力。3）对于传感器输出的nA级，选择输入电流PA级的运放即可。如果对速度没有多大的要求，运放也不贵。仪表放大器当然最好了，就是成本高些。4）若选用非仪表运放，反馈电阻就不要太大了，M欧级好一些。否则对电阻要求比较高。后级再进行2级放大，中间加入简单的富通电路，抑制50HZ干扰。符号与端子二、运算放大器的偏置设置在双电源运放在接成单电源电路时，有时在偏置电压的设置方面会遇到一些两难选择,比如作为偏置的直流电压是用电阻分压好还是接参考电压源好？用参考电压源，精度高，此外还能提供较低的交流旁路。用电阻，成本低而且方便。如果采用基准电压的话，效果最好，这种基准电压使系统设计得到最小的噪声和最高的PSRR。但若采用电阻分压方式,必须考虑电源纹波对系统的影响，这种用法噪声比较高，PSRR比较低。运算放大器的内部结构三、如何解决运算放大器的零漂问题？举个例子，压电加速度传感器会接一级电荷放大器来实现电荷电压转换，可是在传感器动态工作时，电荷放大器的输出电压会有不归零的现象发生，如何解决这个问题？首先分析有几种可能性会导致零漂：1）反馈电容ESR特性不好，随电荷量的变化而变化；2）反馈电容两端未并上电阻，为了放大器的工作稳定，减少零漂，在反馈电容两端并上电阻，形成直流负反馈可以稳定放大器的直流工作点；3）可能挑选的运算放大器的输入阻抗不够高，造成电荷泄露，导致零漂。设计时使干扰源漂移小、使缆线电阻大，可以减少零漂。运放的开环输入阻抗要高、运放的反馈电阻要小，即反馈电阻的作用是为了防止漂移，稳定直流工作点。但是反馈电阻太小的话，也会影响到放大器的频率下限。所以必须综合考虑！此外采用开关电容电路的技巧和采用同步检测电路结构，都可以有效零漂问题。