深度分析同相放大器的使用

2021-01-08 電子產品世界

  運算放大器OP是信號處理和信號變換中常用的元件,常用的有同相輸入和反相輸入兩種類型,典型電路如下

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201605/291131.htm

  對於同相放大器和反相放大器,二者有明顯的如下區別:

  對於同相放大器,由於反饋迴路至負相端,其放大倍數與輸入信號沒有關係,即使輸入信號的內阻R發生大幅度的變化,也不會將該變化引入到運放的放大倍數中。而反相放大器就受到信號內阻的影響。但是同相放大器也有一定的不便:如果在同相運放的反相端進行零點調節或者添加加法電路,會引起信號源阻抗變化導致增益的改變,這需要特別注意。一般在使用同相放大器時,反相端除了連接反饋電路外,不引入其他的電路。

  同相放大器的一個常用應用是電壓跟隨器,常用的電壓跟隨器,如下所示

  該電路中R7為保護電阻,用於防止有大電流流入運算放大器的鉗位二極體而燒毀元件。通常在使用同相放大器時需要進行相位補償電容,並且為了使系統穩定,需要採用大的相位補償電容。所以帶有相位補償電容的電壓跟隨器常應用在輸入信號上升速度慢,轉換速率小的條件下使用。這時如果處理信號上升速度快和幅值較大的情況,一般採用電晶體設計的射極跟隨器或者FET源極跟隨器或者採用專用的電壓跟隨器運算放大器。

  在使用電壓跟隨器時,如果發生自激震蕩,首先想到的是進行相位補償。通過移動極點位置來消除震蕩。第一種方法,在運算放大器同相端和反相端串聯RC電路進行相位補償,如下:

      另一種方法在負載和電壓跟隨器之間串聯一電阻(負載表現為容性),這時需要通過計算確認如果負載為非容性不會發生震蕩,如果發現是運算放大器自身條件引起的震蕩,那麼這種方法效果就不是很明顯。

  在使用同相放大器的時候,同相輸入端的電壓範圍需要特別注意,因為在同相運放中,輸入的電壓通過同相輸入端直接輸入到元件內部,如果此時沒有注意同相輸入端的電壓輸入範圍,可能會由於超過範圍燒毀運算放大器。這時我們常用的限幅電路就派上了用場。

  當電壓信號通過電阻R15輸入時,可能會出現由於放大器自身的輸入電容和其他雜散電容的影響使輸入到運算放大器同相端的信號上升變慢的現象,如果發生這種情況,採用自舉電路也就是增加小電容C4進行補償,C4取值一般為

  C4=(R14/R16)*C3

  此處C3為輸入端的總電容。如果C4取值大於C3,那麼電路會發生震蕩,因此C4多採用溫度特性好的陶瓷微調電容,方便一邊觀察波形,一邊進行調整控制。

  雖然同相運放在使用過程中有各種限制和不便之處,但是,其自身特有的特性在一些典型的應用環境中還是有用武之地,這點需要電子工程師特別注意。


相關焦點

  • 同相比例放大器和反相比例放大器各有什麼特點
    打開APP 同相比例放大器和反相比例放大器各有什麼特點 發表於 2019-03-30 11:18:18 同相比例放大器和反相比例放大器各有什麼特點
  • 單片機中運算放大器同相放大器配置
    但是,有時我們要做的只是增加信號的幅度,對於這些應用,我們擁有基本的運算放大器同相放大器配置。這種簡單的拓撲結構包括一個運算放大器和兩個電阻,其連接方式如下: 如果將正弦信號施加到輸入端子,則運算放大器將增加信號的幅度而不會產生180°的相位差。 通過將輸入信號連接至運算放大器的同相輸入端子來實現同相操作。增益幾乎完全由兩個電阻確定,這兩個電阻形成一個連接在運放輸出和其負輸入端子之間的反饋網絡。
  • 運算放大器同相放大反相放大的區別
    電子電路運算放大器有同相輸入端和反相輸入端,輸入端的極性和輸出端是同一極性的就是同相放大器,而輸入端的極性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。集成運算同相放大器和反相放大器的選擇運算放大器可以接成同相放大也可以接成反相放大,那使用同相放大好還是反相放大好呢?
  • 運算放大器同相放大和反相放大的區別
    電子電路中的運算放大器,有同相輸入端和反相輸入端,輸入端的極性和輸出端是同一極性的就是同相放大器,而輸入端的極性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。
  • 【集成運算】同相放大器和反向放大器的選擇
    集成運算放大器可以接成同相放大也可以接成反相放大,那使用同相放大好還是反相放大好呢?
  • 使用相位裕度分析放大器穩定性解決方案
    使用相位裕度分析放大器穩定性解決方案 鄭薈民 發表於 2020-12-28 11:26:52 相位裕度與增益裕度都是用於評估放大器的穩定性的參數。
  • 運算放大器中,同相輸入與反向輸入的輸入阻抗的區別
    電子電路中的運算放大器,有同相輸入端和反相輸入端,輸入端的極性和輸出端是同一極性的就是同相放大器,而輸入端的極性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。   集成運算同相放大器和反相放大器的選擇   運算放大器可以接成同相放大也可以接成反相放大,那使用同相放大好還是反相放大好呢?
  • 運放噪聲——同相放大電路
    以之前對電阻噪聲的討論為基礎,這次讓我們一起學習放大器噪聲的一些基本知識。對於低噪聲應用來講,同相放大電路是最常見的,因此我們將主要探討同相運算放大器。 如圖1所示,將輸入源等效為一個電壓源與一個電阻串聯,我們知道源電阻RS的噪聲與其電阻平方根值是成正比例關係的(如圖2中的直線所示)。
  • 各种放大器電路之功率放大器的分析
    打開APP 各种放大器電路之功率放大器的分析 發表於 2019-08-05 14:38:26 供給負載一定輸出功率的放大器叫做功率放大器。
  • 儀表放大器與運算放大器的區別是什麼?
    與運算放大器一樣,其輸出阻抗很低,在低頻段通常僅有幾毫歐(mΩ)。運算放大器的閉環增益是由其反向輸入端和輸出端之間連接的外部電阻決定。與放大器不同的是,儀表放大器使用一個內部反饋電阻網絡,它與其信號輸入端隔離 。
  • 音頻功率放大器怎麼用?音頻功率放大器使用方法
    音頻功率放大器原理   音頻功放實際上就是對比較小的音頻信號進行放大,使其功率增加,然後輸出。前置放大主要是完成對小信號的放大,使用一個同向放大電路對輸入的音頻小信號的電壓進行放大,得到後一級所需要的輸入。後一集的主要對音頻進行功率放大,使其能夠驅動電阻而得到需要的音頻。
  • 儀表放大器和運算放大器優缺點對比
    儀表放大器把關鍵元件集成在放大器內部,其獨特的結構使它具有高共模抑制比、高輸入阻抗、低噪聲、低線性誤差、低失調漂移增益設置靈活和使用方便等特點,使其在數據採集、傳感器信號放大、高速信號調節、醫療儀器和高檔音響設備等方面倍受青睞。儀表放大器是一種具有差分輸入和相對參考端單端輸出的閉環增益組件,具有差分輸入和相對參考端的單端輸出。
  • 技術分析:算清放大器電路噪聲RMS值的糊塗帳
    該書是筆者在整理放大器參數資料基礎上,從所支持過的600餘例項目中,精選十餘項極具代表性的放大器設計案例,深入分析參數的應用。並且配合50餘例LTspice仿真電路,以實際運算放大器的模型實現參數特性驗證。該書還能幫助工程師熟練掌握LTspice仿真工具的使用,在日常工作中高效、可靠的保證項目研發的進度,以及實現模擬電子工程師工作技能的提升。
  • 什麼是運算放大器?
    這種小電壓被開環增益放大,開環增益會強制輸出到其中一個電源電壓。在圖3右側的負反饋或閉環電路中,運算放大器輸出上的分壓器需要200 mV的輸出電壓,以便使反相和同相輸入相等。等式2描述了圖3中右邊電路的增益方程,這就是所謂的同相放大器。您將看到計算出的輸出電壓與仿真相符。
  • 使用UPC1663的寬帶放大器
    打開APP 使用UPC1663的寬帶放大器 佚名 發表於 2010-04-30 14:36:40 使用UPC1663的寬帶放大器電路的功能
  • 運算放大器之單端模式和差分放大器知識講解
    運算放大器簡稱為運放,它是一种放大設備,通常在其輸入輸出端子之間與電容器和電阻器之類的組件一起使用,本質上是模擬設備的核心部分。實際的運算放大器電路(顯示輸入電壓源,負載電阻和電源)可能如下所示:   一、運放放大器電路的功能   無需分析運放的實際電晶體設計,您就可以輕鬆辨別整個電路的功能:獲取輸入信號(Vin),對其進行放大並驅動負載電阻(Rload)。為了完成以上示意圖,為任何需要的數學分析指定該運放的增益(Av,Ai,Ap)和Q(偏置)點將是很好的。
  • 區分運算放大器和電壓比較器
    運算放大器和電壓比較器在原理符號上確實是一樣的,都有5個引腳,其中兩個引腳為電源+和電源-,還有兩個引腳為同相輸入端(+)和反向輸入端(-),最後一個引腳是輸出端。運算放大器運放的用途很多,基本的運放電路有同相比例放大電路、反相比例放大電路、加法器、減法器、差分比例運算電路、微分電路、積分電路等,掌握這些基本的集成運放電路原理,基本上可以區分電路圖中符號一樣的電路符號屬於比較器還是運放。
  • 運算放大器和比較器有什麼區別?
    運算放大器和電壓比較器在原理符號上確實是一樣的,都有5個引腳,其中兩個引腳為電源+和電源-,還有兩個引腳為同相輸入端(+)和反向輸入端(-),最後一個引腳是輸出端
  • 基於ADS的功率放大器設計實例與仿真分析
    為了使射頻功率放大器輸出一定的功率給負載,採用一種負載牽引和源牽引相結合的方法進行功率放大器的設計。通過ADS軟體對其穩定性、輸入/輸出匹配、輸出功率進行仿真,並給出清晰的設計步驟。
  • 運算放大器線性處理器的學習課件免費下載
    本文檔的主要內容詳細介紹的是運算放大器線性處理器的學習課件免費下載包括了:1 運放工作在線性區時的特點,2 信號的運算電路,3 有源濾波器,4 電壓源、電流源與電壓、電流、電阻的測量。