运算放大器设计总结.doc

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1、一．运算放大器的基本参数1.开环电压增益AOL不带负反馈的状态下，运算放大器对直流信号的放大倍数。电压反馈运算放大器采用电压输入/电压输出方式工作，其开环增益为无量纲比，所以不需要单位。但是，数值较小时，为方便起见，数据手册会以V/mV或V/μV代替V/V表示增益，电压增益也可以dB形式表示，换算关系为dB=20×logAVOL。因此，1V/μV的开环增益相当于120dB，以此类推。该参数与频率密切相关，随着频率的增加而减小，相位也会发生偏移。对于反向比例放大电路，只有当AOL＞＞R+Rf时，Vo=-Rf/RVi才能够成立。2.单位增益带宽B1（Gain-Bandw

2、idthProduct）开环电压增益大于等于1（0dB）时的那个频率范围，以Hz为单位。它将告诉你将小信号（～±100mV）送入运放并且不失真的最高频率。在滤波器设计电路中，假定运放滤波器增益为1V/V，则单位增益带宽大于等于滤波器截止频率fcut-off×100。3.共模抑制比CMRR差分电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，CMRR=

3、Ad/Ac

4、。共模输入电压会影响到输入差分对的偏置点。由于输入电路内部固有的不匹配，偏置点的改变会引起失调电压改变，进而引起输出电压改变。其实际的计算方法是失调电压变化量比共模电压变化量，一般来说CMRR=ΔVos/ΔVcom，TI

5、及越来越多的公司将其定义为CMRR=ΔVcom/ΔVos。在datasheet中该参数一般为直流参数，随着频率的增加而降低。1.输入偏置电流Ibias输入偏置电流被定义为：运放的输入为规定电位时，流入两个输入端的电流平均值。记为IB。为了运放能正常的工作，运放都需要一定的偏置电流。IB=(IN+IP)/2。当信号源阻抗很高时，就必须关注输入偏流，因为如果运放有很大的输入偏流，就会对信号源构成负载，因而会看到一个比预想要低的信号源输出电压，如果信号源阻抗很高，那么最好使用一个以CMOS或者JFET作为输入级的运放，也可以采用降低信号源输出阻抗的方法，就是使用一个缓冲器

6、，然后用缓冲器来驱动具有很大输入偏流的运放。在双级输入级的情况下，可以使用对失调电流进行调零的方法，就是使从两个输入端看到的阻抗相互匹配。在CMOS和JFET输入电路的情况下，一般来说，失调电流不是问题，也没有必要进行阻抗匹配了。2.输入失调电流Ios当运放的输出端置于规定电位时，流入运放两个输入端的电流之差的绝对值。IOS=

7、IN-IP

8、3.电源抑制比PSRR电源电压的改变量与由此引起的输入失调电压改变量之比的绝对值，单位是dB。对于双电源运放，PSSR=ΔVcc±/ΔVos±。PSSR随着频率的增加而下降。开关电源产生的噪声频率从50kHz到500kHz或更高，

9、在这些高频下，PSSR的值几乎为零，所以，电源上的噪声会引起运放输出端上的噪声，对此必须使用恰当的旁路技术。1.输入阻抗Ri当任意一个输入端接地是的两个输入端之间的DC电阻，当信号源阻抗很高时，输入阻抗就成为一个设计要点，因为输入电路是信号源的负载。2.输出阻抗Ro运放工作在线性区时，输出端内部的等效小信号阻抗。用于轨对轨输出的运放，比射级跟随器输出级有较高的输出阻抗。当使用轨对轨运放来驱动重负载时，输出阻抗成为一个设计要点，如果负载主要是电阻性的，那么输出阻抗所限制的是运放的输出电压可以多近的接近电源电压。如果负载是容性的，那就会产生额外的相移，使相位裕度变坏。3

10、.增益带宽积GBW开环电压增益与该增益的测试点频率的乘积，单位Hz，该参数与B1相似，B1规定为运放的增益等于1的那个频率点，而GBW规定为运放在一个频率点上的增益带宽积，但这个频率点可以不同于B1。4.摆速/压摆率SR由输入端的阶跃变化所引起的输出电压的变化速率，单位是V/S。运放的SR参数等于它可以传递的信号摆速的最大值。它反映的是一个运算放大器在速度方面的指标，表示运放对信号变化速度的适应能力，是衡量运放在大幅度信号作用时工作速度的参数。当输入信号变化斜率的绝对值小于SR时，输出电压才按线性规律变化。信号幅值越大、频率越高，要求运放的SR也越大。一般来说，压摆

11、率高的运放，其工作电流也越大，亦即耗电也大的意思。但压摆率却是高速运放的重要指标。当运放在传递信号时，如果要求不会因为SR太慢而使信号失真，那么，放大器的摆速必须至少等于信号的最大摆速。可以提供最快SR的运放是电流反馈运放。设计准则是：SR≥2πVoutp-p×Vcut-off。Voutp-p是在Vcut-off频率以下的电压峰-峰的期望摆幅值。处理交流信号的话，增益带宽积(GBP)和转换速率(SR)是主要考虑的指标。处理直流或低频信号的话，就要主要考虑失调电压和失调电流。1.输入失调电压Vos使输出电压为零时，需要加在两个输入端之间的DC电压。双极输入级要比C