3.1--基于集成运放的放大电路设计.ppt

物理与电子电气工程学院 运算放大器由多级基本放大电路直接耦合组成，增益高。 通常由高阻输入级、中间放大级、低阻输出级和偏置电路组成。 运放与外部电路连接构成功能电路时，无需关心其内部电路，而着重研究其外特性。 简化模型有理想运算放大器模型和实际运算放大器模型。 从理想运算放大器的这些条件可以导出理想运放线性运用时具有的2个重要特性： 1) ri= ∞ ? iN = iP = 0； 2) AVO＝∞ ? vN = vP ; 理想运放的前三条特性，通用运放一般可以近似满足。 理想运放的后三条特性，通用运放不易达到，可选用专用运放来近似满足。 例：要维持 vo= 6V 对于741运放：vid = vo / 200000 = 30uV 对于OP77运放： vid = vo / (12*10^6) = 0.5uV 3.开环带宽BW和单位增益带宽GBW 开环电压增益从开环直流增益A0下降3dB时所对应的频宽称为开环带宽BW 从开环直流增益到0dB时所对应的频宽称为单位增益带宽GBW 。 741运放的典型值fb=5Hz，ft=200000×5=1MHz。 例：用运算放大器741设计一个增益为60dB的音频放大器，要求带宽fB≥20kHz。 放大电路增益与带宽的关系 fB：放大器带宽；AF：放大器增益 4．转换速率（Slewing Rate，SR） 转换速率也称压摆率，其定义是运放在额定负载及输入阶跃大信号时输出电压的最大变化率 。 当放大器输出大振幅的高频信号时，转换速率对实际的带宽起到主要的约束。 fp（max）=SR/（2πVo（max）） 4．转换速率（Slewing Rate，SR） OPA552的单位增益带宽GBW为12MHz，SR为24V/μS，用其构成放大倍数为5的反相放大器，其小信号带宽为12MHz/5=2.4MHz，当输出信号的峰-峰值为10V时，其 fp（max）=SR/（2πVo（max））=764（kHz） 正确使用集成运算放大器 （1）正确理解运放性能参数 最重要的三个参数：供电电源，带宽，输出电流 （1）JFET输入运算放大器——TL082 TL082是低成本、高速、双JFET输入运算放大器，适用于高速积分电路、D/A转换电路、采样保持电路以及低输入失调电压、低输入偏置失调电流、高输入阻抗等应用场合。 （1）JFET输入运算放大器——TL082 MHz 4 VS=±15V，TA=25℃ 单位增益带宽 GBW V/μs 13 8 VS=±15V，TA=25℃ 压摆率 SR V ±13.5 ±12 VS=±15V，RL=10kΩ 最大输出电压摆幅 VOM Ω 1012 TJ=25℃ 输入电阻 RIN V -12~+15 ±11 VS=±15V 输入共模电压范围 VCM pA 4000 50 TJ=25℃ 输入偏置电流 IB pA 200 25 TJ=25℃ 输入失调电流 IOS mV 15 5 Rs=10kΩ，TA=25℃ 输入失调电压 VOS 单位 最大 典型 最小 测试条件 参 数 符号 （2）超低失调电压运算放大器OP07 OP07具有非常低的失调电压、非常低的偏置电流和很高的开环增益。OP07具有很宽的电源电压范围±3V~±15V。 MHz 0.6 0.4 VS=±15V，TA=25℃ 单位增益带宽 GBW V/μs 0.3 0.1 VS=±15V，TA=25℃ 压摆率 SR V ±13 ±12.5 VS=±15V，RL=10kΩ 最大输出电压摆幅 VOM dB 126 110 VCM=±13V 共模抑制比 CMRR V ±14 ±13 输入电压范围 IVR MΩ 60 20 TJ=25℃ 输入电阻 RIN V -12~+15 ±11 VS=±15V 输入共模电压范围 VCM nA ±3.0 ±1.0 TA=25℃ 输入偏置电流 IB nA 2.8 0.4 TA=25℃ 输入失调电流 IOS μV 75 30 VS=±15V，TA=25℃ 输入失调电压 VOS 单位 最大 典型 最小 测试条件 参 数 符号 （2）超低失调电压运算放大器OP07 * * 基于集成运放的放大电路设计 1.1 运算放大器的模型 运算放大器构成信号的产生、信号的变换、信号处理等各种各样功能，已成为构成模拟系统的基本单元。 1.理想运算放大器的模型 （1）开环电压增益 AVO＝∞； （2）输入电阻 ri= ∞ ； （3）输出电阻 ro=0； （4）频带宽度 △f=∞；上限截止频率fH= ∞; （5）共模拟制比 KCMR=∞； （6）失调漂移(