運算放大器常見指標及重要特性

• 來源：hth体育官网登录 更新時間：2020-01-08 15:30:20點擊：6次

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  運算放大器常見指標及重要特性

  
  

  本文來源：電子工程專(zhuan) 輯

   

  ▶ 輸入失調電壓(Offset Voltage，VOS)

   

  定義(yi) ：在運放開環使用時， 加載在兩(liang) 個(ge) 輸入端之間的直流電壓使得放大器直流輸出電壓為(wei) 0。

   

  優(you) 劣範圍：1µV 以下，屬於(yu) 極優(you) 秀的。100µV 以下的屬於(yu) 較好的。最大的有幾十mV。

   

  對策：

  1、選擇 VOS遠小於(yu) 被測直流量的放大器，

  2、過運放的調零措施消除這個(ge) 影響

  3、如果你僅(jin) 關(guan) 心被測信號中的交變成分，你可以在輸入端和輸出端增加交流耦合電路，將其消除。

  
  

  

  
  

  如果 IB1=IB2，那麽(me) 選擇 R1=R2//RF，可以使電流形成的失調電壓會(hui) 消失。但實際中IB1=IB2很難滿足

   

  ▶ 失調電壓漂移(Offset VoltageDrift)

   

  定義(yi) ：當溫度變化(µV/°C)、時間持續(µV/MO)、供電電壓(µV/V)等自變量變化時， 輸入失調電壓會(hui) 發生變化。

   

  後果：很嚴(yan) 重。因為(wei) 它不能被調零端調零，即便調零完成，它還會(hui) 帶來新的失調。

   

  對策：第一， 就是選擇高穩定性，也就是上述漂移係數較小的運放。第二，有些運放具有自歸零技術，它能不斷地測量失調並在處理信號過程中把當前失調電壓減掉。

   

  ▶ 輸入偏置電流(Input biascurrent， IB)

   

  定義(yi) ：當輸出維持在規定的電平時，兩(liang) 個(ge) 輸入端流進電流的平均值。Ib=(Ib1+Ib2)/2

  
  

  優(you) 劣範圍：60fA~100µA。

   

  後果：第一，當用放大器接成跨阻放大測量外部微小電流時，過大的輸入偏置電流會(hui) 分掉被測電流，使測量失準。第二，當放大器輸入端通過一個(ge) 電阻接地時，這個(ge) 電流將在電阻上產(chan) 生不期望的輸入電壓。

   

  對策：為(wei) 避免輸入偏置電流對放大電路的影響，最主要的措施是選擇 IB較小的放大器。

   

  ▶ 輸入失調電流(Input offsetcurrent， ioses)

   

  定義(yi) ：當輸出維持在規定的電平時，兩(liang) 個(ge) 輸入端流進電流的差值。

   

  優(you) 劣範圍：20fA~100µA。Ib=Ib1-Ib2

   

  後果：失調電流的存在，說明兩(liang) 個(ge) 輸入端客觀存在的電流有差異，無法用外部電阻實現匹配抵消偏置電流的影響。

   

  ▶ 噪聲指標(Noise)

   

  運放常見的噪聲根源有兩(liang) 類，一類為(wei) 1/f 噪聲，其電能力密度曲線隨著頻率的上升而下降; 一類為(wei) 白噪聲，或者叫平坦噪聲，其電能力密度曲線是一條直線，與(yu) 頻率無關(guan) 。

   

  如何根據datasheet估算運放的噪聲?

   

  如何計算電阻的噪聲??

   

  噪聲的有效值和峰峰值關(guan) 係：噪聲峰峰值為(wei) 噪聲有效值的 6.6 倍。

   

  ▶ 輸入電壓範圍(Input VoltageRange)

   

  定義(yi) ：保證運算放大器正常工作的最大輸入電壓範圍。也稱為(wei) 共模輸入電壓範圍。

  當運放最大輸入電壓範圍與(yu) 電源範圍比較接近時，比如相差 0.1V 甚至相等、超過，都可以叫“輸入軌至軌”，表示為(wei) Rail-to-rail input，或 RRI。

   

  理解：運放的兩(liang) 個(ge) 輸入端，任何一個(ge) 的輸入電壓超過此範圍，都將引起運放的失效。注意，超出此範圍並不代表運放會(hui) 被燒毀，但絕對參數中出現的此值是堅決(jue) 不能超過的。

   

  ▶ 輸出電壓範圍(VOH/VOL 或者 Swing from rail)

   

  定義(yi) ：在給定電源電壓和負載情況下，輸出能夠達到的最大電壓範圍。當運放的輸出範圍已經接近於(yu) 電源電壓範圍時，就自稱“輸出軌至軌”，表示為(wei) Rail-to-rail output，或 RRO。

   

  理解：在沒有額外的儲(chu) 能元件情況下，運放的輸出電壓不可能超過電源電壓範圍，隨著負載的加重，輸出最大值與(yu) 電源電壓的差異會(hui) 越大。

   

  ▶ 輸出電壓範圍，或者輸出至軌電壓有如下特點：

   

  1) 正至軌電壓與(yu) 負至軌電壓的絕對值可能不一致，但一般情況下數量級相同;

  2) 至軌電壓與(yu) 負載密切相關(guan) ，負載越重(阻抗小) 至軌電壓越大;

  3) 至軌電壓與(yu) 信號頻率相關(guan) ，頻率越高，至軌電壓越大，甚至會(hui) 突然大幅度下降;

  4) 至軌電壓在 20mV 以內(nei) ，屬於(yu) 非常優(you) 秀。

  5) RRIO(輸入輸出均軌至軌)

  
  

  
  

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