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运算放大器与有源滤波器(更新)VIP专享VIP免费

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运算放大器与有源滤波器一、运算放大器的基本结构图1-1运算放大器基本结构1、差动式输入级:提高共模信号抑制能力,经常采用采用双输入双输出形式。2、电压放大级:提供高的电压增益,以保证运放的运算精度。3、输出级:提高输出功率。通常由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成,以获得正负两个极性的输出电压或电流。二、运算放大器的性能指标:1、输入偏置电流(InputBiasCurrent),IIB:是指当输出电压为0时,差动放大级的两输入静态电流的平均值,也就是指差动放大电路中三级管的基极工作电流,正常情况下运放的输入偏值电流在10nA~1uA之间,通常是由输入电阻和反馈电阻提供,从而限制了运放的输入电阻和反馈电阻的阻值,因此在实际中不能将运放的反馈电阻选择的过大,一般选择K级。如果要达到pA级,通常前级放大器使用电压型控制器件(FET),这样就可以使用大的输入电阻和反馈电阻。2、输入失调电流(InputOffsetCurrent),IIO:是指当输出电压为0时,两个输入端的静态基极电流之差,反映输入级差分对管不对称程度,一般为1nA~0.1uA,在实际应用中一般要求IIO越小越好。3、输入失调电压(InputOffsetVoltage),VIO:在室温以及标准电源电压下,输入电压为0时,为了使输出电压也为0,需要在输入段施加的补偿电压,该电压就是输入失调电压,用来表征放大器内部的对称性。在实际中,对高放大倍数的运算放大器进行偏置补偿是十分困难的,原因一:微小的错误调节也会导致过补偿或者欠补偿,导致差动信号进一步被放大;原因二:偏置电压对温度的依赖性比较大,即我们经常说的输入失调电压温漂。4、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)αVIO:是指在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。该参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃5、输入失调电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂):是指在给定的温度范围内,输入失调电流的变化与温度变化的比值。该参数实际是输入失调电流的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。输入失调电流温漂一般只是在精密运放参数中给出,而且是在用于直流信号处理或是小信号处理时才需要关注。6、输入阻抗:运算放大器的输入阻抗分为共模输入阻抗和差模输入阻抗。共模输入阻抗是指运放工作在输入信号时(即运放两输入端输入同一个信号),共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下,它表现为共模电阻。差模输入阻抗是指运放工作在线性区时,两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容,在低频时仅指输入电阻。在实际看到运放参数仅给出输入电阻(差模输入电阻)参数。7、输出阻抗:是指运放工作在线性区时,在运放的输出端加信号电压,这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻,通常在资料中看到的是运放的输出电阻,它用来表征运放的带载能力。对于电压型运放来说输出电阻越小带载能力越强,对于电流型运放来说输出电阻越大,带载能力越强。8、转换速率(SlewRate)SR:放大器的闭环情况下,输入为最大信号,输出电压对时间比值,用来衡量放大器的响应速度。9、共模抑制比(CommonModeRejectionRatio),CMRR: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,称为共模抑制比。用来说明差动放大电路抑制共模信号的能力(抗干扰的能力)。差模信号电压放大倍数Aud越大,共模信号电压放大倍数Auc越小,则CMRR越大。此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强,放大器的性能越好。当差动放大电路完全对称时,共模信号电压放大倍数Auc=0,则共模抑制比CCMR→∞,这是理想情况,实际上电路完全对称是不存在的,共模抑制比也不可能趋于无穷大,典型值一般不会大于140dB。电路对称性越差,其共模抑制比就越小,抑制共模信号(抗干扰)的能力也就越差。10、开环差模电压增益,:开环差模电压增益指在无外加反馈...

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