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运算放大器及其应用

集成运算放大电路是一个高性能的直接耦合多级放大电路,因首先用于于信号放大和仿真运算(加法,减法  乘法,除法,积分等),故而得名。后来被广泛用于信号处理,信号变换,信号产生等各方面,因此在测量,控制和电子仪器仪表中占有十分重要的地位。



(一) 基本组成

运算放大器及其应用(图1)



1.输入级:采用具有恒流源的差动放大电路,工作在小电流状态,输入阻抗较高。

2.中间级:总体增益主要是由中间级提供的,因此要求中间级有较高的电压放大倍数。中间级一般采用带有恒流源负载的共发射极放大电路,放大倍数通常在几千倍以上。

3.输出级:输出级应具有较大的电压输出幅度较高的输出功率与较低的输出电阻,并设有过载保护。

4.偏置电路:偏置电路为各级电路提供合适的静态工作点,也可以作为有源负载以提高电压增益。


1.  开环差模电压放大倍数Ao,如100dB(105)

2.  输入失调电压uio及其温漂,如2~9mV;7uV/℃

3.  输入失调电流Iio及其温漂,如5~50nA;10pA/℃

4.  输入偏置电流Iib,如90~250nA

5.  差模输入电阻Rid,一般为几兆欧

6.  输出电阻Ro:越小说明运放的带负载能力越强

7.  共模抑制比KCMR:定义为差模放大倍数与共模放大倍数之比,如70dB,此值越大越好。

8.  最大差模输入电压Vidm:max Vcc

9.  最大共模输入电压Vicm:如0~28V(Vcc=30V)

10. -3dB带宽fH和单位增益带宽fc:如fH=700KHz;fc=1MHz

11.  转换速率SR:SR=Δuo/Δt


实用微分电路

以下电路可以克服输出电压对输入信号的突变过于敏感,这样可以抑制高频干扰和噪声信号的干扰。在正常频率范围内,使R2<<1/ωC1,R1>>1/ωC2,则R2及C2的影响可忽略。而在高频情况下上述关系不存在,相反R2和C2的影响很显著,将导致运放的放大倍数明显下降,从而在一定程度上抑制了干扰。



6.加法电路



7.减法电路

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