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      6. 運算放大器,運算放大器datasheet參數中文詳解
        • 發布時間:2022-03-23 16:54:22
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        運算放大器,運算放大器datasheet參數中文詳解
        集成運放的參數較多,其中主要參數分為直流指標和交流指標,外加所有芯片都有極限參數。下面分別對各指標作簡單解釋。
        極限參數
        主要用于確定運放電源供電的設計(提供多少V電壓、最大電流不能超過多少),比如NE5532的極限參數如下:
        運放 運算放大器 參數
        直流指標
        運放主要直流指標有輸入失調電壓、輸入失調電壓的溫度漂移(簡稱輸入失調電壓溫漂)、輸入偏置電流、輸入失調電流、輸入偏置電流的溫度漂移(簡稱輸入失調電流溫漂)、差模開環直流電壓增益、共模抑制比、電源電壓抑制比、輸出峰-峰值電壓、最大共模輸入電壓、最大差模輸入電壓。
        NE5532的直流指標如下:
        運放 運算放大器 參數
        輸入失調電壓Vos:
        輸入失調電壓定義為集成運放輸出端電壓為零時,兩個輸入端之間所加的補償電壓。輸入失調電壓實際上反映了運放內部的電路對稱性,對稱性越好,輸入失調電壓越小。
        輸入失調電壓是運放的一個十分重要的指標,特別是精密運放或是用于直流放大時。輸入失調電壓與制造工藝有一定關系,其中雙極型工藝(即上述的標準硅工藝)的輸入失調電壓在±1~10mV之間;采用場效應管做輸入級的,輸入失調電壓會更大一些。
        對于精密運放,輸入失調電壓一般在1mV以下。輸入失調電壓越小,直流放大時中間零點偏移越小,越容易處理。所以對于精密運放是一個極為重要的指標。
        輸入失調電壓的溫度漂移(簡稱輸入失調電壓溫漂)ΔVos/ΔT:
        輸入失調電壓的溫度漂移定義為在給定的溫度范圍內,輸入失調電壓的變化與溫度變化的比值。
        這個參數實際是輸入失調電壓的補充,便于計算在給定的工作范圍內,放大電路由于溫度變化造成的漂移大小。一般運放的輸入失調電壓溫漂在±10~20μV/℃之間,精密運放的輸入失調電壓溫漂小于±1μV/℃。
        輸入偏置電流iOS:
        輸入偏置電流定義為當運放的輸出直流電壓為零時,其兩輸入端的偏置電流平均值。輸入偏置電流對進行高阻信號放大、積分電路等對輸入阻抗有要求的地方有較大的影響。
        輸入偏置電流與制造工藝有一定關系,其中雙極型工藝(即上述的標準硅工藝)的輸入偏置電流在±10nA~1μA之間;采用場效應管做輸入級的,輸入偏置電流一般低于1nA。
        輸入失調電流的溫度漂移(簡稱輸入失調電流溫漂)Δios/ΔT:
        最大共模輸入電壓Vcm:
        最大共模輸入電壓定義為,當運放工作于線性區時,在運放的共模抑制比特性顯著變壞時的共模輸入電壓。
        一般定義為當共模抑制比下降6dB 是所對應的共模輸入電壓作為最大共模輸入電壓。最大共模輸入電壓限制了輸入信號中的最大共模輸入電壓范圍,在有干擾的情況下,需要在電路設計中注意這個問題。
        共模抑制比CMRR:
        共模抑制比定義為當運放工作于線性區時,運放差模增益與共模增益的比值。共模抑制比是一個極為重要的指標,它能夠抑制差模輸入中的共模干擾信號。
        由于共模抑制比很大,大多數運放的共模抑制比一般在數萬倍或更多,用數值直接表示不方便比較,所以一般采用分貝方式記錄和比較。一般運放的共模抑制比在80~120dB之間。
        電源電壓抑制比PSRR:
        電源電壓抑制比定義為當運放工作于線性區時,運放輸入失調電壓隨電源電壓的變化比值。電源電壓抑制比反映了電源變化對運放輸出的影響。
        對于電源電壓抑制比低的運放,運放的電源需要作認真細致的處理, 否則電源的紋波會引入到輸出端。當然,共模抑制比高的運放,能夠補償一部分電源電壓抑制比,另外在使用雙電源供電時,正負電源的電源電壓抑制比可能不相同。
        輸出峰-峰值電壓Vout:
        輸出峰-峰值電壓定義為,當運放工作于線性區時,在指定的負載下,運放在當前大電源電壓供電時,運放能夠輸出的最大電壓幅度。除低壓運放外,一般運放的輸出輸出峰-峰值電壓大于±10V。
        一般運放的輸出峰-峰值電壓不能達到電源電壓,這是由于輸出級設計造成的,現代部分低壓運放的輸出級做了特殊處理,使得在10k?負載時,輸出峰-峰值電壓接近到電源電壓的50mV以內,所以稱為滿幅輸出運放,又稱為軌到軌(raid-to-raid)運放。
        需要注意的是,運放的輸出峰-峰值電壓與負載有關,負載不同,輸出峰-峰值電壓也不同;運放的正負輸出電壓擺幅不一定相同。對于實際應用,輸出峰- 峰值電壓越接近電源電壓越好,這樣可以簡化電源設計。但是現在的滿幅輸出運放只能工作在低壓,而且成本較高。
        輸入阻抗Rin:
        輸入阻抗反映輸入對運放性能的影響,選擇運放時輸入阻抗越大越好。
        交流指標
        運放主要交流指標有開環帶寬、單位增益帶寬、轉換速率SR、全功率帶寬、建立時間、等效輸入噪聲電壓、差模輸入阻抗、共模輸入阻抗、輸出阻抗。
        運放 運算放大器 參數
        交流指標中有許多很重要的參數,尤其單位增益帶寬和壓擺率,分別在小信號和大信號運放選型中尤其有用。
        輸出阻抗Rout:
        輸入阻抗反映運放輸出端帶負載能力,越小越好。
        開環增益Av:
        開環條件下運放能達到的最大增益。
        開環帶寬:
        開環帶寬定義為,將一個恒幅正弦小信號輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得開環電壓增益從運放的直流增益下降3db(或是相當于運放的直流增益的0.707)所對應的信號頻率。這用于很小信號處理。NE5532數據手冊中貌似沒有這項參數。
        單位增益帶寬GB(NE5532中使用增益帶寬積GBW衡量)
        單位增益帶寬定義為,運放的閉環增益為1倍條件下,將一個恒幅正弦小信號輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得閉環電壓增益下降 3db(或是相當于運放輸入信號的0.707)所對應的信號頻率。
        單位增益帶寬是一個很重要的指標,對于正弦小信號放大時,單位增益帶寬等于輸入信號頻率與該頻率下的最大增益的乘積,換句話說,就是當知道要處理的信號頻率和信號需要的增以后,可以計算出單位增益帶寬,用以選擇合適的運放。這項參數用于小信號處理中運放選型。
        壓擺率(轉換速率)SR:
        運放接成閉環條件下,將一個大信號(含階躍信號)輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得運放的輸出上升速率。由于在轉換期間,運放的輸入級處于開關狀態,所以運放的反饋回路不起作用,也就是轉換速率與閉環增益無關。
        轉換速率對于大信號處理是一個很重要的指標,對于一般運放轉換速率SR<=10V/μs,高速運放的轉換速率SR>10V/μs。目前的高速運放最高轉換速率SR達到 6000V/μs。這用于大信號處理中運放選型。
        全功率帶寬:
        在額定的負載時,運放的閉環增益為1倍條件下,將一個恒幅正弦大信號輸入到運放的輸入端,使運放輸出幅度達到最大(允許一定失真)的信號頻率。這個頻率受到運放轉換速率的限制。
        近似地,全功率帶寬=轉換速率/2πVop(Vop是運放的峰值輸出幅度)。全功率帶寬是一個很重要的指標,用于大信號處理中運放選型。
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