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英锐恩:如何选择合适的运算放大器芯片

更新时间: 2020-09-28
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电子电路最重要的功能之一是放大,在没有放大的情况下,许多其他特定电路将无法工作。例如,如果没有放大器电路,产生正弦波、方波、脉冲或任何其他所需波形的振荡器将是不可能的。

运算放大器可利用很少的无源元件实现非常高性能和高度稳定的放大电路,因此在本文中,英锐恩单片机开发工程师将接介绍什么是运算放大器,以及如何选择运算放大器。

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一、什么是运算放大器?

如果我们想象一个完美的放大器,它应该具有无限的增益,无限的输入阻抗,零输出阻抗和无限的带宽,但在现实生活中,没有什么是理想的,因此它们具有有限的增益和有限的带宽。

运算放大器一词最初用于在模拟计算机中执行数学运算(如求和,减法,积分和微分)的DC放大器。运算放大器的范围要广泛得多,除了放大以外,还可以用于其他各种场合,例如仪表和控制系统中的稳压器。

运算放大器可以放大频率范围为0 Hz到1 MHz的信号。这意味着OP-AMP可以用于放大DC信号(0 Hz)和AC输入信号(高频信号)。此外,它的设计方式是可以将外部组件(如电阻器,电容器等)连接到其端子。通过添加这些无源组件,可以改变其外部特性。

二、了解运算放大器参数

在设计产品时,必不可少的是要了解运算放大器的特性,即,如果你想高效地设计产品并将成本降至最低,那么你应该了解运算放大器的以下参数:

1.开环电压增益:放大器最重要的功能是放大信号,每个放大器都有一定的增益,这意味着如果施加输入电压,它将乘以增益。例如,如果运算放大器的增益为2 * 10^5,输入为2 V,则输出电压为400000V,实际上这是不可能的,因为这意味着运算放大器是饱和的,并且输出电压限制为VCC。

2.输入电阻:它是放大器的同相和反相输入之间的电阻。

3.输出电阻: 输出电阻就像电池的内部电阻一样,因此它是非常小的电阻,这意味着输出电压取决于负载。

4.输入失调电压:如果我们在运算放大器的两个端子上施加相同的输入电压,则输出应为零伏。实际上,这是不可能的,因为内部的晶体管没有相同的值,因此输出端会出现很小的电压。因此,要使输出为零,我们必须施加一个小的差分电压,该电压称为输入失调电压。

5.输入失调电流:如果我们将运算放大器的同相和反相端子都接地,我们可以看到很小的电流将流经运算放大器的输出引脚,这是产生的电流由于内部晶体管的基极电流不相同,因此为了使输出电流为零,可施加一个小的输入电流以抵消输出电流,该输入电流称为输入失调电流。

6.输入偏置电流:输入偏置电流是流入运算放大器的反相和同相输入端子的电流的平均值,输入偏置电流越小,漂移就越小。

7. CMRR:共模抑制比(CMRR)定义为差分电压增益与共模电压增益之比。差分放大器抑制共模信号的能力由共模抑制比表示。

8.斜率:定义为每单位时间输出电压的最大变化率,以伏特/微秒表示。 摆率表明OP-AMP的输出可以响应输入频率的变化而变化的速度9.电压摆幅:定义为输出电压可以达到电源电压的接近程度或输出对轨到轨的驱动程度。

10.增益带宽积:我们知道,由于器件中的寄生结电容和少数载流子变化而导致的存储,运算放大器的电压增益在高频下会下降。随着频率输入信号的增加,开环增益下降,直到最终对值1作出反应。将增益减小到1的频率定义为单位增益频率或单位增益带宽。

11.峰峰值输入噪声电压:如果我们看一个噪声信号,它将有一个最大值点和一个最小值点,最小值和最大值之间的差称为峰峰值输入噪声电压。 。

12.单位增益:单位增益放大器是增益为1的放大器,这也意味着没有增益。输出电压将与输入电压相同,通常称为电压跟随器放大器。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的如何选择合适的运算放大器芯片。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发,提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运放芯片和模拟开关。