天天看点

运放使用注意事项 CMRR

1 失调电压,电流

2 温漂

3 压摆率(大信号)

      压摆率(SR)是指输入为阶跃信号时闭环放大器的输出电压时间变化率的平均值

    压摆率在英文里是slew rate,简写为SR。压摆率也称转换速率。

     压摆率的意思就是运算放大器输出电压的转换速率,单位有通常有V/s,V/ms和V/μs三种,它反映 的是一个运算放大器在速度方面的指标。

     一般来说,压摆率高的运放,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。

压摆率的数学定义:SR=2×pi×f×Vpk 其中:f为最大频率,一般认为是带宽 Vpk是放大输出信号的最大峰值 压摆率隐含的概念:大信号放大时的带宽问题 压摆率计算出的带宽同带宽增益积的关系:带宽增益积反应小信号放大信号的带宽问题,压摆率反应大信号放大信号的问题,一般大信号的带宽都要小于带宽增益积的值。 在设计大信号放大电路时一定要考虑器件的压摆率。

4 小信号(带宽增益积)

        假设运算放大器的增益带宽积为1 MHz,它意味着当频率为1 Mhz时,器件的增益下降到单位增益。即此时A=1。同时说明这个放大器最高可以以1 MHz的频率工作而不至于使输入信号失真。由于增益与频率的乘积是确定的,因此当同一器件需要得到10倍增益时,它最高只能够以100 kHz的频率工作。

5 噪声分析(电阻热噪声,电压噪声,电流噪声)

6 large signal voltage gain :开环放大倍数

在不具负反馈情况下(开环路状况下),运算放大器的放大倍数称为 开环增益,简称 AVOL。 AVOL的理想值为无限大,一般约为数千倍至数万倍之间,其表示法有使用dB及V/mV等,例如μA741C及LM318的AVOL典型值均为200V/mV或106dB。在运算放大器中为使计算简便而有虚接地( Virtual Ground) 的假设,在此假设 AVOL必须越大越容易满足此需接地的条件。

   理想运放的条件

        1、开环增益无穷大 2、输入阻抗无穷大,输出阻抗为0 3、通频带无穷大 4、开环 (OPEN-LOOP)是指不带反馈网络时的状态, 而闭环 (CLOSE-LOOP)是加入反馈时的状态 这样子才定义为 理想运放,当然不能让运放饱和,那样就没意义研究了。 5、理想运放是最佳的输入与输出的比例。

CMRR

共模抑制比(英语:common-mode rejection ratio, CMRR)是模拟电路中差分放大器(或者其他电子器件)的一个用于衡量其抑制两端输入信号共模部分的一个参数。在实际应用中,例如,当有用信号为低电压信号且叠加在一个可能较高的电压补偿,或者是相关信息表示为在两个信号的差值时,较高的共模抑制比就十分重要。

理想状态下,一个差分放大器两个输入端分别输入

运放使用注意事项 CMRR

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,输出

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,这里 

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为差模增益。然而,现实中的差分放大器用下式表示更佳:

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这里

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是共模增益,通常情况远小于差模增益。

共模抑制比定义为差模增益与共模增益的比值:

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其中,

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为差分放大器的差模增益,

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为共模增益。

如果使用对数,则共模抑制比可以用分贝值来表示[1]:

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由于差模增益一般远大于共模增益,共模抑制比是一个正数。

共模抑制比是一个很重要的产品参数,它表示了通过放大器的共模信号的抑制与衰减的情况。其值通常也取决于信号本身的频率,因此严格来说必须表示为一个函数[2]。

抑制共模信号在信号传输中降低噪声信号十分重要。例如,在噪声环境中测量热电偶的阻抗时,环境中的噪声同时输入两个端口,造成一个共模的噪声信号。测量仪器的共模抑制比决定了其对噪声或者补偿的衰减。

运算放大器的例子[编辑]

一个运算放大器(简称运放)有两个输入端,同相输入端(

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)和反相输入端(

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),其开环增益为

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。理想运算放大器的输出信号可表示为:

运放使用注意事项 CMRR

这个方程表示了一个无穷大的共模抑制比。如果两个输入端口输入完全相同(包括幅值和相位)的信号,则输出信号为零。在实际应用中,常常不是绝对的理想运算放大器,共模抑制比越低,则共模信号在输出信号中的体现越大。例如,常见的741型运算放大器,在大多数情况下其共模抑制比约为90分贝[3]。对于那些对运算放大器输出变化不太敏感的应用中,70分贝的共模抑制比已经足够。一些高端的电子设备可能会使用120分贝(如LM4562M[4])甚至更高的运算放大器