4第四章基本系统2（16h).pptVIP

第二章基本电子系统设计 2.4 基本放大电路的设计 2、运算放大器分类 高速运算放大器 在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，集成运算放大器的转换速率要高，单位增益带宽要足够大，通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。 高速运算放大器有LM318、uA715等，其SR=50~70V/us，BW＞=20MHz。 3 、运算放大器主要技术指标 电压增益（差动电压增益）AV 运算放大器将反相输入端与同相输入端之间电压以增益AV进行放大并输出，理想运算放大器的AV为无限大。 电压增益在数据手册中经常使用分贝（dB）作为其单位。 G(db)=20logA dB与放大倍数的对应关系 输入电阻Rin 这是运算放大器两输入端偏置输入电阻。一般情况下输入电阻值在几百兆欧，对于运算放大器工作的影响小，使用上可忽略不计输入电阻的影响。但是当使用兆欧级的外接电阻时，必须考虑输入电阻的影响。 最大输出电压Vom 对于实际运算放大器，若振幅变大，则输出信号接近正、负电源电压而进入饱和状态，开始出现失真，最大输出电压Vom 为不失真输出的最大电压。通常运算放大器的饱和电压约为1.5V。对于轨对轨运放，其饱和电压近似为0V。 共模信号抑制比CMRR 在运算放大器两输入端与地之间加相同信号时，输入、输出间增益称为共模电压增益AVC, 如果差模电压增益AV，CMRR（Common Mode Rejection Ration）可由下式定义： 摆率（转换速率）SR （Slew Rate） 若输入信号变化快，则运算放大器输出不能跟踪其变化。SR表示这种跟踪性能的参数，每单位时间（通常为1μS）内变化的输出电压值，对于理想运算放大器该值为无限大。该值越大越好，但一般来说，该值大的运算放大器，其他特性较差。 输入失调电压VIO 若将运算放大器的两个输入端接地，则理想运算放大器的输出为零，但对于实际运算放大器其输出不为零，将输出换算到输入的电压值为输入失调电压，一般为几mV。输入失调电压与外电路无关，由运放自身性能所决定 输入偏置电流Ib 两个输入电流之和的一半 ΔUi= Ib+·R1-Ib-·R2,因为 Ib+跟Ib-很接近，故ΔUi=（R1-R2)Ib+，故当R1≠R2时，由于输入偏置电流的存在,而产生较大的误差电压. 输入失调电流IIO 运算放大器两个输入端输入偏置电流之差的绝对值。温度变化会引起漂移，对于双极性输入运算放大器，这种温漂为数十pA/摄氏度，该值也是越小越好。 4、运放选用时注意事项： 尽量选通用运放、多运放（LM358双运放）、LM324（四运放）； 各种指标是在一定条件下得到的； 不要盲目选择高性能运放； 小信号放大时，选失调及噪声系数小运放（TCL7650）； 注意平衡电阻的使用； 高阻、低失调、低漂移的高精度运放，PCB输入端加保护环； 直流放大要调零； 为消除自激，应接电容消振，避免级联，电源接电容去耦，并加0.01-0.1小瓷片电容。 竞赛题目：设计并制作一个宽带放大器。  基本要求： （1）输入阻抗≥1kΩ；单端输入，单端输出；放大器负载电阻600欧? 。 （2）最大增益≥40dB，增益调节范围10dB～40dB（增益值6级可调，步进间隔6dB，增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB），需显示预置增益值。 （3）最大输出电压有效值≥3V，数字显示输出正弦电压有效值。  5、常用电路 6、常用运放及特点 NE/SA/SE5532/5532A：Internally-compensated dual low noise operational amplifier 2.5 滤波器设计 电子电路工作时，往往除有用信号之外，还存在一些令人头痛的干扰信号。如何克服这些干扰是电子电路在设计、制做时的主要问题之一，克服这些干扰的方法多种多样，但很难完全克服。滤波器是一种能使有用频率信号通过，而同时抑制无用频率信号的电子装置，工程上常用它来作信号处理、数据传送和抑制干扰等。 设在电子测量中，测得信号波形，其中包括两部分：慢波动的有用信号和快速波动的干扰信号。如何消除或抑制这些干扰信号呢？ 例2、程控滤波器（电子设计竞赛题目） 基本要求（1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。（2）滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, R