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运算放大器电路地误差分析报告VIP专享VIP免费

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实用标准文案精彩文档1.共模抑制比KCMR为有限值的情况集成运放的共模抑制比为有限值时,以下图为例讨论。VP=ViVN=Vo共模输入电压为:差摸输入电压为:运算放大器的总输出电压为:vo=AVDvID+AVCvIC闭环电压增益为:可以看出,AVD和KCMR越大,AVF越接近理想情况下的值,误差越小。2.输入失调电压VIO一个理想的运放,当输入电压为0时,输出电压也应为0。但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。通常在输入电压为0时,存在一定的输出电压。解释一:在室温25℃及标准电源电压下,输入电压为0时,为使输出电压为0,在输入端加的补偿电压叫做失调电压。解释二:输入电压为0时,输出电压Vo折合到输入端的电压的负值,即VIO=-VO|VI=0/AVO输入失调电压反映了电路的对称程度,其值一般为±1~10mV3.输入偏置电流IIBBJT集成运放的两个输入端是差分对管的基极,因此两个输入端总需要一定的输入电流IBN和IBP。输入偏置电流是指集成运放输出电压为0时,两个输入端静态电流的平均值。输入偏置电流的大小,在电路外接电阻确定之后,主要取决于运放差分输入级BJT的性能,当它实用标准文案精彩文档的β值太小时,将引起偏置电流增加。偏置电流越小,由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也越小。其值一般为10nA~1uA。4.输入失调电流IIO在BJT集成电路运放中,当输出电压为0时,流入放大器两输入端的静态基极电流之差,即IIO=|IBP-IBN|由于信号源内阻的存在,IIO会引起一个输入电压,破坏放大器的平衡,使放大器输出电压不为0。它反映了输入级差分对管的不对称度,一般约为1nA~0.1uA。5.输入失调电压VIO、输入失调电流IIO不为0时,运算电路的输出端将产生误差电压。设实际的等效电路如下图大三角符号,小三角符号内为理想运放,根据VIO和IIO的定义画出。为了分析方便,假设运放的开环增益AVO和输入电阻Ri均为无限大,外电路电阻R2=R1||Rf,利用戴维南定理和诺顿定理可得两输入端的等效电压和等效电阻,如下图所示则可得同相输入端电压反向输入端电压因AVO→∞,有VP≈VN,代入得Vo=(1+Rf/R1)[VIO+IIB(R1||Rf-R2)+IIO(R1||Rf+R2)]当取R2=R1||Rf时,由输入偏置电流IIB引起的输入误差电压可以消除,上式可简化为Vo=(1+Rf/R1)(VIO+IIOR2)可见,1+Rf/R1和R2越大,VIO和IIO引起的输出误差电压越大。当用作积分运算时,用1/(sC)代替Rf,输出误差电压为vo(s)=[1+1/(sCR1)][VIO(s)+IIO(s)R2]实用标准文案精彩文档当VIO和IIO随时间变化时,即有由此式可以看出,积分时间常数τ=R1C越小或积分时间越长,VIO和IIO引起的输出误差电压越大。在理想情况下,VIO和IIO都为0时,输出误差电压也为0。可以在输入级加一调零电位器,或在输入端加一补偿电压或补偿电流,以抵消VIO和IIO的影响。问题分析:实施电压测量时,一般要求测量仪器(电压表)的内阻要远高于被测电路检测点的阻抗,这样才能得到比较准确的测量结果。运算放大器具有极高的输入阻抗和电压增益,其输入端信号极其微弱。通常与输入端相连接的电阻阻值都很大(102—103KΩ),这个阻值已经和模拟式电压表的内阻在同一个数量级,电压表的接入显然会改变电路的工作状态,即使是数字式电压表(内阻MΩ级),也无法在如此高的阻抗下准确测量。测量方法:测量运算放大器电路的静态工作点,一般都避免直接测输入端,只测量输出端直流电压,由输出端电压可推算出输入端电压,推算方法如下:工作于线性模式(有反馈电阻Rf)时,输出端静态电位与两个输入端静态电位相等,即:Vo=V+=V-;工作于非线性模式(无反馈电阻Rf)时,输出电压只有两个离散值(高电位Vh和地电位Vl):当V+>V-时,Vo=Vh;当V+<V-时,Vo=Vl,其中Vh的数值接近正电源供电电压Vcc,Vl接近负电源供电电压Vdd(单电源供电时为零电位),具体数值因运算放大器型号不同略有区别。单电源运算放大器的偏置与去耦电路设计目前在许多手持设备、汽车以及计算机等设备只用单电源供电,但是单电源容易出现不稳定问题,因此需要在电路外围增加辅助器件以提高稳定性。在电路图1中展示了单电源供电运算放大器的偏置方法,用电阻RA与电阻RB构成分压电路,并把正输入端的电压设置为Vs/2。输入信号VIN是通过电容...

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