运算放大器特性的模拟、模型和PCB设计

在我们的社交技术的世界里,几乎所有有人写或说认为,他们听说过或said-becomes放大。一些Twitter账户已经多达1亿追随者。影响营销取代传统营销技术通过识别个人对潜在消费者的影响力。一切回到放大品牌或消息。

在电子技术中,我们每天处理不同类型的放大器。多功能性和简单运算放大器的支柱许多电子电路。这些电路的稳定性对比对社交网络放大的不稳定。

运算放大器的特点

当我们使用运算放大器(运算放大器),我们认为电压放大和电容和电阻的使用反馈组件。如果我们一个运算放大器分解成各个部分,我们有:

• 高增益,多级直接耦合放大器

• 一个反相输入

• 非反相输入,

• 一个单端输出。

一个运算放大器的分析考虑电压、电流、阻抗和输入和输出终端,增益带宽积,得到的输出终端。在进一步讨论之前,我们应该定义一些术语。一个运放有一个电压之间常见的输入和地面称为共模电压。共模电压增益代表的数量放大应用于共模电压。

我们可以测量一个运放的性能通过多少设备放大的区别两个输入电压除以共模电压增益。分差模电压增益的增加给我们的共模抑制比(CMRR或:

CMRR =微分Av /模Av

输入失调电压(Vio)运算放大器的差分输入电压要求输出电压等于零。一个输出直流偏置电压的输出电压是输入电压为零的结果。

与反馈控制一个运放的工作特性,线性设备不仅放大,而且函数作为过滤器和信号调节器或执行数学函数。大多数电路使用的负面反馈或返回的180度不同相的输出信号与输入信号反相或非反相输入。我们将一个运放电路,使用反馈闭环操作。毫无防备的运算放大器的反馈输入以开放的循环运作。闭环操作收益精确可控增益而开环增益范围从20000到100000。

运算放大器分析:没有理想

当我们分析任何类型的设备,我们需要建立一个基准。理想运算放大器,我们使用业务分析设置完善的基准参数。理想操作分析假设输入的电流等于零。从那里,我们假设设备有无限的收获。也就是说,理想运算放大器可以驱动一个输出电压满足输入条件的任何值。

让我们想想这片刻的理想运算放大器。没有现在,没有信号输入带来的运放,我们也可以认为零输入电压存在。两个领导保持在相同的潜力。零电流输入导致的情况也表明,理想的运算放大器具有无限的输入阻抗。

在这一点上,我们的理想运算放大器的分析变得非常有趣。因为理想运放输出阻抗为零,它可以驱动任何负载没有输出阻抗负载在下降。理想的运算放大器也有一个平坦的频率响应。因此,任何增加或减少的频率没有对增益的影响。

既然我们已经完成了快速理想的经营分析,我们总结了理想运算放大器的特点。

运放的特点:这是真正的交易

酷的部分使用理想的运营分析作为基准是一些运算放大器可以接近接近理想的操作特征。例如,大多数运算放大器的输出阻抗不到一个欧姆在低电流。与一些实际运算放大器,我们可以用负面反馈接近理想的输入电阻,输出电阻和带宽特性。

然而,理想和实际运算放大器之间的关键差别存在。

每个实际运算放大器都有缺陷和局限性。每一天,实际运算放大器消耗力量,有一个可测量的输入偏置电流和高非常高的输入阻抗、有限增益和输入偏置电压。在现实生活中,参数如增益发生频率的函数。即使有这些限制,实际运算放大器提供性能特征匹配或超越大多数电路的要求。

理解运算放大器使您设计背后的功能

虽然理想运算放大器的输入电流不画,少量的直流偏置电流输入的两个输入(IB +和IB)的一个实际的放大器。的偏置电流的值的范围从60毫微微安培(fA)或60 x 10 - 10 nanoamps。设计电路时,您应该考虑,即使是少量的偏置电流可以创建问题,可以用一个运放,包括一些类型的内部偏置电流补偿。没有取消,在外部偏置电流流阻抗和产生电压,增加系统错误。取消,电路还具有低电压噪声、低偏置,当前噪声和漂移最小但可能经验。

实际运算放大器也有一个输入偏置电流(IOS)盈透+和-的区别。输入偏置电流只有两个偏置电流匹配时成为一个因素。如果运算放大器内部偏置电流补偿,补偿电流会有相同的偏置电流的大小。

当我们提到理想运放的特点,我们还发现,输入和输出电压等于零。与理想的输入和输出电压等于零,一个典型的运放的输入偏置电压大约两个毫伏。小差动电压应用于输入力运放的输出为零。放大的非常小的电压产生较大的输出电压,介绍了直流误差。

实际运算放大器的开环电压增益=输出电压的变化比输入电压的变化没有反馈。与理想的运算放大器相比,实际运算放大器具有很高的电压增益为低频输入。随着输入频率增加,电压增益下降。

现在,让我们来比较理想的操作特征和一个通用实用放大器的特点。

运放电路分析

处理或向理想运算放大器是伟大的;但是,如果你必须使用非理想运放?利用强大的电路分析方法可以确保你的运放使用char不适当电路,而是继续运作,优化在整个电流和电压流。

特别是对运算放大器,我们会看着偏见,或者没有信号的稳态运行特性被应用,并获得,你最可能会跑到开环或闭环电压增益。

运算放大器的直流偏置

为了确定你的直流偏置,你需要知道的输入偏置电流特定的运放你使用。通常你可以找到这个在你的数据表,如果不是它应该是一个相当快速仿真。知道输入偏置后,你就可以找到直流偏置电压输出。这可以改变取决于如果你使用一个反相或非反相放大器,具有各自的特征取决于反馈电阻导致电压成比例增长。

运算放大器的输入和输出的偏见

在上面我们解释理想运放的输入和输出,重要的是,参与非理想运算放大器有额外的特征。电压跟随器电路和电压增益允许您设计统一更微妙和复杂的电路你越来理解的关系运算放大器电路中的电流和电压流。

运算放大器的电压增益和电流

你通常可以看电流电路通过运放的输入电阻和反馈电阻之间。你甚至可能在或向工作回路的奢侈品,利用电阻的方式创建一个虚拟地面。

运算放大器的特点和PCB设计

理解理想之间的差异和实际特性允许您选择运算放大器提供最佳性能的特点准确地匹配您的应用程序的需求。没有知识低噪声运算放大器的工作原理的高速应用程序、电路性能将受到影响。建模一个实际的运放说明了非理想特性。

当你设计你的PCB,记住一个运放模拟。你的布局应该分区的运放电路在一个单独的部分。的使用高速模拟电路不仅影响董事会的布局,而且选择的材料用于PCB。PSpice软件可以模拟和分析这些实际运算放大器特性的影响对整个电路的功能,。

设计时在一些吹毛求疵的组件,改变你的力量和信号的状态,你会希望能够信任你模拟、分析和建模的努力。与OrCAD的PSpice软件你能选择组件模型从图书馆超过34000上市和准确评估模型参数为你设计。

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