《電子技術(shù)應(yīng)用》
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運算放大器設(shè)計中需要注重的細(xì)節(jié)問題

2017-07-19
關(guān)鍵詞: 運算放大器 電子工程師

       作為電子工程師,運算放大器算是很常見的一種IC了。如果今天還說加法電路,,減法電路,、乘法電路、指數(shù)電路什么的,,未免對不起大家,。那么,今天就說說一些設(shè)計的細(xì)節(jié)內(nèi)容,。

  第一,、偏置電流如何補(bǔ)償

  對于我們常用的反相運算放大器,其典型電路如下:

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  在這種情況下,,R3為平衡電阻,,其大小計算公式一般為 這些運算放大器知識你注意到了嗎,這樣,,在可以很好的保證運放的電流補(bǔ)償,,使正負(fù)端偏置電流相等。若這些運算放大器知識你注意到了嗎 時,,甚至取值更大時,,會產(chǎn)生更大的噪聲和飄逸。但是,應(yīng)大于輸入信號源的內(nèi)阻,。

  善于思考的工程師都會想到,,當(dāng)為同相放大器的時候,其原理又是什么呢?現(xiàn)在我們先回顧下同相運放的設(shè)計電路:

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  在同相比例運放中偏置電阻大小為 這些運算放大器知識你注意到了嗎,,當(dāng)計算出的Rp為負(fù)值時,,需要將該電阻移動到正相端,與R1串聯(lián)在輸入端,。

  這里額外多插入一句,,同相比例運放具有高輸入阻抗,低輸出阻抗的特性,,廣泛應(yīng)用在前置運放電路中,。

  第二、 調(diào)零電路種種

  今天運放已經(jīng)發(fā)展的很迅速,,附注功能各式各樣,,例如有些運放已經(jīng)具有了調(diào)零的外接端口,此時依據(jù)數(shù)據(jù)手冊進(jìn)合適的電阻選擇就可以完成運放調(diào)零,。例如LF356運放,,其典型電路如下:

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  另外一些低成本的運放或許不帶這些自動調(diào)節(jié)功能,那么作為設(shè)計師的我們也不為難,,通過簡單的加法電路,、減法電路等可以完成固定的調(diào)零(雖然有時這種做法有隔靴撓癢的作用)。

  當(dāng)要進(jìn)行通常在補(bǔ)償電路中增加一個三極管電路,,利用PN結(jié)的溫度特性,,完成運放的溫度補(bǔ)償。例如在LF355典型電路中將三極管電路嵌入在V+和25K反饋電阻之間,。

  第三,、 相位補(bǔ)償如何選擇

  當(dāng)我們閱讀一個集成運放數(shù)據(jù)手冊的時候,會發(fā)現(xiàn)集成運放的內(nèi)部其實是一個多級的放大器,,因此,,不可避免的對系統(tǒng)引入了極點使得電路需要進(jìn)行相位補(bǔ)償。通常采用超前補(bǔ)償,、滯后補(bǔ)償和滯后-超前補(bǔ)償,。

  所謂的超前補(bǔ)償就是相移減小的補(bǔ)償,,通俗的講就是使電路出現(xiàn)零點,,在該頻率處的輸出信號比輸入信號的相位超前45°。通過計算將出現(xiàn)極點的頻率點人工設(shè)計出一個零點,,從而使系統(tǒng)變得穩(wěn)定,。

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  滯后補(bǔ)償通常可以理解為使相移增大的補(bǔ)償??梢允怪鳂O點頻率降低,,使放大器頻帶變窄,這樣,,就可以使運放電路在有限的帶寬內(nèi)只有一個極點,,使運放電路變得容易調(diào)整。

  第三種就是超前-滯后補(bǔ)償,,即采用合適的方法來處理運放單元,。總之,,萬變不離其蹤,。

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  第四、 容性負(fù)載改怎么處理

  在平時的電子電路設(shè)計中,,會由于不小心或者不注意負(fù)載的特性,,而使電路變得震蕩,這時,,我們就應(yīng)該注意負(fù)載的特性了,。

  通常情況下,當(dāng)負(fù)載為容性,,通過估計其電容值小于2000pF時,,通過在負(fù)載和運放的輸出端串聯(lián)一個小的電阻來消除震蕩。電阻R2的大小為10-300Ω之間,。

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  當(dāng)負(fù)載較大時,,我們采用如下的方案進(jìn)行消除:

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  補(bǔ)償電容C2與反饋電阻R3構(gòu)成超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),形成新的零點,,抵消容性負(fù)載Cl和運放輸出電阻Ro構(gòu)成的新極點,,從而達(dá)到消除震蕩的目的。此時的補(bǔ)償電容C2大小為C2=Cl(Ro+Rk)/R3 ,Rk取經(jīng)驗值10-300Ω,。

  以上為運放電路設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題和合適的解決方案,,希望對大家有所啟發(fā)。更希望大家留言,,共同提高!

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