第二讲运放及其典型应用精选文档.ppt
第二讲运放及其典型应用本讲稿第一页，共五十四页2、集成运放的主要技术指标：速度、精度、增益和噪声抑制能力、电源四大类a、增益带宽乘积GBWGBW=Avd fHAvd为中频开环差模增益，fH为上限截止频率(-3dB)本讲稿第二页，共五十四页以TL064为例，若上图中fH=10z,Avd增益为100dB，即100000倍故GBW=10 =z=1Mz，所以该运放的单位增益频率为fT=1Mz,若此运放在应用中接成闭环增益为20dB，则此时的上限频率：fH=100kz如：，它的GBW=1Mz.b、摆率（转换速率 Slew Rate）本讲稿第三页，共五十四页SR表示运放所允许的输出电压Vo对时间变化率的最大值。对于LM324，其SR=0.5V/s,当输入信号频率为f=100kz时，其最大不失真输出电压:通用运放的SR一般为1-10V/s,而高速运放可达1000V/s.如LM324:它的SR=0.5V/s.如把LM324接成电压跟随器，当输入电压超过0.8V时，则它的输出会出现失真。本讲稿第四页，共五十四页c、共模抑制比CMRR此指标表示集成运放对共模信号的抑制能力（共模信号通常是一种干扰信号）。定义为：d、最大输入和输出电压范围 输入电压：（V-）+5 to（V+）-5 输出电压：（V-）+4 to（V+）-4本讲稿第五页，共五十四页e、输入失调电压Uio Uio=Uo/Gain 输入失调电压是加在两输入端之间，使输出为零所需要的电压。输入失调电压与外电路无关，由运放自身性能所决定。本讲稿第六页，共五十四页f、温漂电压：Uio/单位温度变化所引起的输入失调电压。如：LM324,它的温漂为 1V/。g、输入偏置电流Ib是两个输入电流之和的一半。本讲稿第七页，共五十四页 Ui=Ib+R1-Ib-R2,因为Ib+跟Ib-很接近，故 Ui=（R1-R2)Ib+，故当R1R2时，由于输入偏置电流的存在,而产生较大的误差电压。如：LM324运放,Ib=20nA,若取R1=10K R2=9K 则：Ib=(Ib+Ib-)/2本讲稿第八页，共五十四页若放大器的闭环增益为100，则由偏置电流所引起的输出端误差：Uo=10V100=1mVh、静态电流 IQ=2.5mA（OPA324）,IQ=0.024mA(OPA277)IQ=0.8mA(LM324)i、电源电压 例：OPA324：5V18V LM358:+3V32 J、输入阻抗和输出阻抗对于放大器输入阻抗大，则对前级影向小。输出阻抗小，意味着运放带负载能力强。K、输出电流如LM358,Io+=20mA,Io-=30mA本讲稿第九页，共五十四页3、典型运放介绍、通用运放本讲稿第十页，共五十四页本讲稿第十一页，共五十四页本讲稿第十二页，共五十四页本讲稿第十三页，共五十四页本讲稿第十四页，共五十四页、轨至轨输出放大器本讲稿第十五页，共五十四页本讲稿第十六页，共五十四页常用运放一览表常用运放一览表本讲稿第十七页，共五十四页运放主要生产商：A、WWW.ANALOG.COMB、WWW.TI.COMC、WWW.NATIONAL.COMD、WWW.ST.COME、WWW.ONSEMI.COM本讲稿第十八页，共五十四页二、消除放大电路零位误差的几种方法1、选用具有零位调整的运放。2、在放大器输入端加一偏置电路。3、单电源供电的放大电路，主要加一完全对称的放大电路，并且把其中一路接地。运放选用同一芯片内的运放，以便消除温飘的影响。本讲稿第十九页，共五十四页 三、三、仪器放大器仪器放大器又称数据放大器：是一种高性能放大器，它一般具有高增益、高共模抑制比、高精度、高速等特点。仪器放大器常用在输入级作信号处理。1.普通运放构成的仪器放大器 本讲稿第二十页，共五十四页A1和A2产生的输出电压本讲稿第二十一页，共五十四页如输出级完全对称，则要求：R4/R6=R7/R5 故改变R1，即改变放大器增益AdU0=如令R2=R3,R4=R5=R6=R7，则 Ad=本讲稿第二十二页，共五十四页设计要点:a、A1和A2级可设计成高增益，而不致引起较大的直流失调。b、输出级A3尽量用小电阻，以便减少直流失调（Ib引起的）c、R4R7阻值要尽可能相等d、A1和A2要选同一芯片上双运放，这样可利用电路的对称性减少温漂引起的影响。本讲稿第二十三页，共五十四页2、集成运放INA128,INA129介绍本讲稿第二十四页，共五十四页内部结构图：本讲稿第二十五页，共五十四页本讲稿第二十六页，共五十四页本讲稿第二十七页，共五十四页本讲稿第二十八页，共五十四页本讲稿第二十九页，共五十四页四、可编程增益放大器四、可编程增益放大器1、用数控电位器构成可编程增益放大器由于U0=故改变RW可改变放大器的增益本讲稿第三十页，共五十四页数控电位器X9312技术参数:Vcc=5V,Ic=1mAR=50k电位器可调级数:100级,阻值存贮按键式3线控制/CS/INCU/D阻值LPulseH升LPulseL降H不变本讲稿第三十一页，共五十四页本讲稿第三十二页，共五十四页本讲稿第三十三页，共五十四页本讲稿第三十四页，共五十四页本讲稿第三十五页，共五十四页2.集成可编程增益放大器介绍（PGA204）A1A0=00,G=1A1A0=01,G=10A1A0=10,G=100A1A0=11,G=1000本讲稿第三十六页，共五十四页本讲稿第三十七页，共五十四页本讲稿第三十八页，共五十四页本讲稿第三十九页，共五十四页五、隔离放大器五、隔离放大器在医用仪器等产品中需要对被测信号进行电气隔离，电气隔离有两种：a、用光耦隔离,用于低频 b.用变压器磁隔离,用于高频1、用线性光耦隔离 TIL300技术指标：BW:200KHz VF=1.25V IFmax=50mA 隔离电压3500V 线性度：3本讲稿第四十页，共五十四页K1=这里K3=1，由手册给定。而IF=1nA20mA。经实测全量程内（02.5V）线性度在0.2%内。设:本讲稿第四十一页，共五十四页2、专用隔离放大器（AD210）本讲稿第四十二页，共五十四页本讲稿第四十三页，共五十四页本讲稿第四十四页，共五十四页应用电路:本讲稿第四十五页，共五十四页六、精密度整流电路六、精密度整流电路 一般二极管硅管压降为0.7V,锗管为0.3V,肖特基二极管压降为0.2V.并且从二极管转移特性可知，它是非线性的。因此在实际的交直转换电路中，若直接用二极管整流将造成严重的非线性。为此用运放构成有源整流电路，实现精密线性整流。所整流的信号大小为：0.7V/Av;若取Av=1000，则能对0.7mV的信号进行线性整流是完全可能的。本讲稿第四十六页，共五十四页1、反向精密半波整流器当Ui为正半周时，U0,Uout0时，为正半周，D1截止，D2导通。Uo=当Ui0时,VHW=-(R2/R1)VIVI0VV0=-AN*VIVI0V0=-A*VIVI03、全桥整流电路VHWVIVO本讲稿第五十页，共五十四页本讲稿第五十一页，共五十四页七、电压电流转换电路实用电阻取，s下面证明本讲稿第五十二页，共五十四页八、施密特触发器当输出电压最大值为13V时VTH=+5V，VTL=-5V1、反相施密特触发器本讲稿第五十三页，共五十四页2、同相施密特触发器同样，当输出电压最大值为13V时VTH=+5V，VTL=-5V本讲稿第五十四页，共五十四页
