op37運算放大器引腳圖與op37功放應用案例分析

　　op37運算放大器產品詳情

　　op37可提供與OP27一樣的高性能，但前者的設計針對增益大於5的電路進行了優化。這一設計變更將壓擺率提高到17V/µs，並將增益帶寬積提高到63 MHz。

　　op37不僅具有OP07的低失調電壓和漂移特性，而且速度更高、噪聲更低。失調電壓低至25 µV，最大漂移為0.6 µV/°C，因而該器件是精密儀器儀表應用的理想之選。極低噪聲（10Hz時en=3.5nV/Hz）、低1/f噪聲轉折頻率（2.7Hz）以及高增益（180萬），能夠使低電平信號得到精確的高增益放大。

　　利用偏置電流消除電路，op37可實現±10nA的低輸入偏置電流和7nA的失調電流。在整個軍用溫度範圍內，它通常可以將IB和IOS分別保持在±20nA和15nA。

　　輸出級具有良好的負載驅動能力。±10V保證擺幅（600 Ω負載）和低輸出失真使op37成為專業音頻應用的絕佳選擇。

　　op37引腳圖與優勢

 

　　op37功放應用案例分析

　　在沒有更好的測量運算放大器的情況下，實現測量放大器的最好的解決方案就是應用通用集成運算放大器中的精密集成運算放大器OP07/PO37。為了充分發揮OP07/op37的性能，要將op37/OP07的調零電路包括在測量放大器的電路之內。實際的測量放大器電路如圖：

　　

　　為了改善集成運算放大器的電源阻抗，在沒個集成運算放大器的正、負電源端，對地均接有用於旁路的2.2uf的陶瓷貼片電容器；為了能達到1~1000倍的增益可調並且是精確調節，增益調節電阻由三隻不同阻值的可調電阻串聯而成。

　　一、元器件參數的選取和確定

　　集成運算放大器選用OP07/op37，但是不同廠家生產的OP07/op37的具體參數略有不同，如MAXIM的OP07/op37就比TI的OP07/op37性能好一點。因此應將所有的OP07生產廠家的OP07技術數據全部收集起來，仔細分析，再決定採用那個廠商的OP07/op37。當然，如果沒有非常特殊的要求，則所有的OP07均可以滿足性能要求。

　　測量放大器中所有電阻的選擇方法如下。

　　差動放大器的輸入電阻、反饋電阻和匹配電阻均應選擇0.1%的精度，如果選擇1%~5%精度的電阻，則其共模抑制比將大大衰減。非常幸運的是，當時我們手頭剛好有誤差環為藍環，即精度為0.2%的10K電阻，這是能夠獲得高共模抑制比的非常有利的條件，否則要在成百上千隻誤差為1%的的電阻中精選出四隻容差只能達到0.1%以內的電阻。其工作量、所需要的測試儀器以及測試條件可想而知。

　　信號轉換電路選用的電阻的精度為1%。在設置匹配電阻時，通過精選，選擇出阻值容差接近0.2%的電阻。目的就是要儘可能的確保信號變換的對稱性，儘可能的減少共模噪聲的混入。

　　穩壓電源電路選擇1%精度的電阻，利用多隻輔助電阻調節正、負輸出電壓的精度與容差。

　　由於在電子設計競賽中僅僅是製作單個樣品，所以上述措施是切實可行的。但在大批量生產時，通過精選電阻的容差將是不可取的。

　　二、工藝結構的確定

　　這個試題對電路及其所屬的連線等要求非常嚴格，工藝結構的好與壞直接決定著最終電路的性能。

　　（1）1m連線的解決方案：按競賽要求，從信號源到測量放大器之間用1m連線相連接。如果處理不好，則經過這1m連線後，儘管信號源一側基本上沒有什麼噪聲成分，而在測量放大器一側，信號中將可能混入客觀的噪聲，其主要原因就是空間的電磁場在這1m連線所包圍的空間內感應的噪聲信號。考慮到雙絞線不僅簡單實用，而且抗幹擾性能也非常優異，因此，本設計採用的是雙絞線形式的膠質線。

　　（2）集成穩壓器：選擇1.5A輸出的LM317和LM337，以確保具有足夠的散熱能力和儘可能低的由於結溫導致的輸出電壓的變化。（上一篇博文中的電源便可）

　　（3）自製變壓器：為了獲得良好的抗電磁幹擾性能，變壓器採用次級繞組雙靜電屏蔽的方式。

　　（4）自製電路板：使測量放大器和穩壓電源的性能與理論值非常接近。

　　將所有的電路板均固定在一塊大的環氧樹脂上，防止由於各種電路板的活動而造成的不必要的噪聲。

　　三、測量放大器的電磁兼容與電路板設計

　　儘管有了測量放大器的設計電路和元器件參數，但是如果沒有良好的電路板設計，也不會得到良好的測試結果。在這裡，電磁兼容與電路板設計及其重要！電路板必須融入電磁兼容設計。

　　首先，如果沒有很好的單層電路板的電磁兼容設計經驗，則應選擇具有大平面地雙層電路板設計，這樣可以儘可能的降低接地的阻抗，儘可能地降低因接地阻抗而引起的附加噪聲。

　　第二，良好的元器件排布。儘可能地縮短走線長度；避免輸入與輸出之間的有害的耦合，按電路圖的結構安排集成運算放大器的位置，以儘可能地縮短走線；輸入與輸出之間的走線儘可能的遠離。

　　第三，根據測量放大器的高輸入阻抗的特點，對所有的集成運算放大器的輸入端均採用屏蔽環的屏蔽措施，以屏蔽掉由於電路板的阻抗將臨近引腳的信號引進輸入端而成為噪聲入侵的途徑。

　　第四，如果正、負電源線無法排布，則可將正、負電源線布置在大平面地的一側。但是需要另行布線，不能破壞大平面地的結構，可以用連線的方式將正、負電源連接到集成運算放大器的正、負電源端。

　　四、製作調試要點

　　1、集成電路的安裝

　　為了避免由於集成電路插座接觸不良所造成的失誤，在製作時應將集成電路直接焊接在電路板上。這是通過多次電子設計競賽和科研項目總結出的教訓。

　　2、連接形式

　　所有的連線，雙股的採用雙絞線形式；三股的採用絞線形式或編小辮的方式，以儘可能地降低連線迴路的寄生電感並抵消外界電磁幹擾。電源線，選用紅色作為正輸出線；黑色作為公共參考端（GND）；藍色作為負輸出線；棕色作為交流輸出線；一對綠色線作為信號線。這樣所有的連線需要連接到何處便清晰明了，可以有效的防止接線錯誤。

　　需要注意的是，電路板上的沒個接線端子均需要標註清楚，以免接錯。

　　3、測量放大器的調試

　　測量放大器的調試是最重要的調試過程，需要非常嚴謹。

　　（1）輸出電壓調零。首先將差動輸入端短接到GND，調節增益調節電阻中的1M、5.1K可調電阻的阻值為零。然後分別調節兩個輸入級的調零電阻，使相應的集成運算放大器的輸出電壓為零。最後調節後級的差動放大器的調零電阻，使測量放大器的輸出為零。

　　（2）輸出電壓增益的調試。將橋式電阻網絡與信號變換電路的輸入端相連接；將信號變換電路的輸出端與測量放大器相連接，調節橋式電阻網絡的可調電阻，使之信號變換電路的輸出電壓為5mV，測量輸出電壓；調節輸出電壓增益調節電阻，使輸出測量放大器的電壓不低於5V，實現測量放大器的增益在1000倍以上。

　　（3）輸出噪聲電壓的測試。將測量放大器輸入端經過1m連接線對GND短接，測量放大器輸出電壓值即為噪聲電壓值。噪聲電壓值分為直流分量和交流分量疊加的峰值，需要在示波器的直流耦合條件下測試，或用截至頻率比較高的峰值電壓表測試。如果僅僅用數字萬用表的直流電壓檔測量，則將丟失交流分量；如果用交流電壓檔測量，則將丟失直流分量。

　　（4）帶寬的測試。首先將5mV的直流電壓接到測量運算放大器的輸入端，用示波器測試輸出電壓幅度；然後將5mV交流信號接到測量放大器輸入端，從10Hz頻率起，增加交流信號源的頻率。用示波器測量放大器輸出電壓。直至輸出測量電壓降到10Hz條件下的0.707倍，此時的頻率值即為測量放大器的帶寬。一般情況下，測量放大器的帶寬約為集成運算放大器單位增益帶寬的1/1000，例如，若集成運算放大器單位增益帶寬為300KHz，則測量放大器的帶寬最寬為300Hz。

　　（5）輸出電壓幅值的測試。將信號源的頻率調節到測量放大器截至頻率的1/5以下，如50Hz，電壓幅值為5mV，用示波器觀察測量放大器的輸出電壓波形。逐步增加信號源輸出電壓幅值，直至測量放大器輸出出現削波失真前。測量測量放大器的輸出電壓幅值（單峰值），一般情況下，其輸出電壓幅值可達到11-13V，大於10V的競賽要求。這裡的關鍵是，電源電壓應高於±13V，如果選用±12V，則輸出電壓的幅值有可能達不到10V。

　　（6）共模抑制比的測試。將測量放大器的兩個輸入端短接，並連接到10V的直流電壓，測量測量放大器輸出電壓的變化值，這個直流電壓變化值與10V的共模輸入電壓的比值就是共模抑制比。

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