
前言:
运输号称三多:参数多,型号多,厂家多。
我不知道你是否遇到过这样的情况:
当你为一个特定的功能设计放大器、滤波器或比较器时,你不知道该选择什么样的放大器。当你问主管或兄弟时,他们经常告诉你,嘿,我们以前用过它XX公司的XX型号,你用这个就够了,不用再选了。
如果你问他为什么,回答以前也是这样设计的,就用吧。,或者就是这需要综合考虑各项指标,例如,失调电压、失调电流、放大倍数、转换速率、巴拉巴拉。学习这本书。赶工程,你只能带着满脑子的疑问回到座位上,调用原封装库进行电路设计。
So,我写了这篇文章,试着用尽可能清晰的表达来解释:如何快速选择和运输。具体内容如下图所示:
- 首先我们先回顾一下运放包含的重点参数,通过这些参数,我们可以帮助我们更好地,将完整的运输分解成参数的表现形式;
- 然后根据四步走战略在实际应用下判断您的运输功能需求,根据量化需要对应的关键参数类型进行先定性后量化分析;
- 最后根据厂商列出的运放特点,选择喜欢的运输类型;
一、重点参数回顾
这里并非所有内部参数都列出。,最重要的是帮助你回顾常用的七个参数,也是后面用来运输选型的内容(不记得怎么计算,大致理解参数概念就够了):失调电压、失调电流、偏置电流、增益带宽积、共模抑制比、失调电压温漂、转换速度
所有这些参数都会写数据手册规格页,有些关键标注的参数还会写在数据手册首页:
1、失调电压Vos
定义:将运放输入端接地,理想运放输出为零,但实际运放输出不为零。实际运放的输出电压除以增益等效输入电压称为失调电压。
影响因素:温度(对应失调电压温漂)、电源波动(对应电源抑制比)
影响结果:由于温度和电源波动的影响,操作放大器的输出结果与理论值有偏差,这种误差不是固定值。注意:Vos直流偏置直接叠加在输出上,所以如果是交流信号,就不用太担心值,但要考虑叠加后是否超过电源电压导致信号失真。
在图4中输出Vos影响时:Vout=(1 R2/R1)×(Vos Vin)
2、偏置电流IB
定义:当输出直流电压为零时,两个输入端流入或流出直流电流平均值
影响因素:制造工艺,双极型工艺(即上述标准硅工艺)输入偏置电流在±10nA~1μA
之间;场效应管输入偏置电流一般低于1nA。
影响结果:与理论值相比,操作放大器的输出结果存在偏差,参照图1,偏置电流Ib影响得到的偏置电压为:VB=R1*R2/(R1 R2)*Ib
对应得到的输出为:Vout=R1*R2/(R1 R2)*Ib Vin。
可在同相端通过增加匹配电阻:R3= R1*R2/(R1 R2)消除误差。
3、失调电流Ios
定义:当输出直流电压为零时,两个输入端流入或流出直流电流差值
影响因素:在制造过程中,很难保证两个输入端口的偏置电流相等
影响结果:在运输输出信号中引入误差,如图1所示受失调电流影响的输出结果为
Vout=(1 R2/R1)×(Ios*R2 Vin)
4.增益带宽积GBP(Gain Band with Product)
定义:开环电压增益和测量频率乘积在一定频率下测量,GBP=FH*AM如图所示,频率为fH运输增益衰减为-3dB时带宽,ft时间为单位增益带宽。
影响因素:由于内容结电容的频率响应特性。
影响结果:该参数表明在设计过程中必须考虑放大增益倍数同信号频率之间的关系,高频信号增益大小受限,必须选用GBP运放参数较大
5.共模抑制比CMRR(Common Mode Rejection Ratio)
定义:放大器放大差模信号的电压倍数Aud与共模信号的电压放大倍数Auc之比,CMRR=Aud/Auc或者表示为CMR=20lg│Aud/Auc│(dB)。
影响因素:电路对称性(失衡电流等参数)
影响结果:该参数旨在解释差分放大电路抑制共模信号和放大差模信号的能力,抑制共模输入的干扰信号,提高信噪比。
6、电压温漂失调αVOS
定义:在芯片承载温度范围内,输入失调电压与温度变化的比值
影响因素:温度
影响结果:失调电压变化,导致失调电压变化干扰运输输出,如果是直流信号,跟在后面A/D,最终检测结果直接受到影响。
7、转换速度SR(Slew Rate)
定义:也称为压摆率,将大信号(包括阶跃信号)输入到输入端,计算放大器输出电压的上升速率,单位通常有V/s,V/ms和V/μs。压摆率的数学定义:SR=2×pi×f×Vpk
式中:f带宽通常被认为是最大频率;Vpk是放大输出信号的最大峰值。
影响结果:当输入信号变化斜率的绝对值小于输入信号变化斜率的绝对值时,评估运输对信号变化速度的适应性是衡量运输速度的参数。SR输出电压按线性规律变化。
二、归类选型
看完常见的运输参数,其实大家心里已经有了初步的概念,大致知道如何确定运输特性。下面将帮助您对交通要求进行分类,上述参数,帮助您更好地建立整体思维,按顺序思考分类,更方便记忆哦:
1.输入信号类型
问己:交流还是直流?差异还是单端?低频还是高频?
判断:直流注意失调电流、失调电压参数;差输入判断是否选择仪表放大器;注意高频交流增益带宽积GBD和转换速度SR;
2、精度要求
算参:根据精度要求,重点计算失调电压、偏置电流、失调电流以及共模抑制比判断是否选择对精度的影响高阻运放或者是精密运放。
3、环境条件
问己:温度极端吗?温度变化剧烈吗?电源波动严重吗(用了吗?DCDC还是模数分割做得不好,我踩过所有这些坑?
算参:看看运放温度量程;注意温漂参数影响;注意电源纹波抑制比PSRR参数(未列出,望文生义);
4、其他要求
1)通道数:若在确定其他指标的前提下选择多通道运放;
2)单/双电源:选轨对轨信号失真小,可满幅输出;
3)功率大小:高压或大电流选用专用功率运放;
三、赏析常用运输的特点
不知道大家能不能把参数和要求结合起来完成记忆。如果记不住,就记不住。收集这篇文章。
下面又要加餐了,我在此根据制造商的安排,列出了五种不同类型的操作放大器,并且把他们各自的特点都写得很清楚。啦啦,大家比较一下自己在第二章提出的要求按图索骥吧。
1、通用运放
高性价比:对功耗、带宽等单一条件要求较低的电路。
2、精密运放
基操:低失调电压,小于1mV。
其他:低温漂浮;低噪音;低功耗;宽带宽。
3、高速运放
基操:增益带宽积50MHz~8GHz(数据来源TI)
其他:低功耗、噪声SNR。
可选:高输入阻抗需求和全差分。
4、音频运放
基操:总谐波失真加噪声(THD+N,感兴趣童鞋可以自行了解);超低噪声(高保真);低功耗(高续航);小封装(毕竟耳机用)
其他:汽车电子;通道数等等,价格较高
5、功率运放(看负载)
基操:高电压;高电流;小封装
可选:通道数;带宽
最后:
再来跟着思维导图回顾一遍本文内容吧:
回顾一下你之前做过的项目,你用的运放是什么类型的呢?欢迎在评论区回复我哦。
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