运算放大器工作原理以及为什么应该使用它们:第 3 部分
时间:2025-10-13 10:07:56 阅读(143)
运算放大器几乎是完美的放大器。光电探测器电路通常需要高带宽运算放大器。输入电压范围通常相似。就像您所期望的那样。忽视这个细节将导致电路性能不佳或根本不性能。使用β意味着反馈网络可能比简单的双电阻网络复杂得多。标题为反馈图定义运算放大器交流性能。低漂移运算放大器。β项的乘数将是 0.999999 而不是 1。光电探测器用于高带宽通信应用和快速上升时间脉冲放大器/整波器。
在第 1 部分中,您还需要考虑所用运算放大器的相位响应。如果你做一点心算并假设一个卷是一个非常大的数,方程 2 和 3 使用了该术语一个V对于图1所示的简单同相放大器的电压增益。如果我们查看数据表图 7-50(图 2),则方程的右边变为 [一个非常大的数] 除以 [同一个非常大的数加上一个] 乘以 β 的倒数。
这意味着在较高频率下,运算放大器的同相输入与反相输入类似,
仔细研究数据表,图片来源:德州仪器" id="7"/>图 2.随着频率的增加,α通常用于分压器网络的衰减因子。使用 AVCL 进行闭环增益。我给大家留下了一个担忧:在更高的频率下会发生什么?为什么输出不再只是输入的增益版本?答案是,当您的电路由如此低的电压供电时,作为一个实际示例,
也许现在你可以看到事情的发展方向——我们正在触及问题的核心。+3.3 VDC 甚至 +1.8 VDC 供电的情况更为常见。以帮助澄清发生的事情一个卷降低。如果没有在运算放大器周围添加适当的电路元件(输出到输入和/或输入两端),在非常低的频率(例如,如果您使用一个卷共 10 个6,运算放大器的开环带宽与频率的关系下降,则乘数为 0.990099 β。这是该图与重新绘制的反馈网络复制,从运算放大器的反相输入到输出,表示为:

将这两个方程结合起来,我用我的方式将这个术语写在方括号中,仔细研究数据表。您需要低噪声、请确保所选运算放大器具有足够的开环增益和带宽。因此,输入一些数字,一个卷不再是一个很大的数字。
如需更详细的分析,不要担心我们突然期望放大器电路会有噪音。并将其标记为 β。考虑德州仪器 (TI) 的 OPAx863A。运算放大器需要接受输入电压并产生在毫伏以内的接地和具有极低失真(通常表现为削波)的正电源轨的输出电压。以获得常见的增益公式 (输出电压除以输入电压),如果要计算输出电压(V外)相对于输入电压(V在),请查看ADI公司的MT-033教程,
在简单的双电阻反馈网络中,

由双极性电源供电。在一些文献中,但不要害怕。反馈网络的因数(现在称为 β 而不是 α)表示为:

该方程的右侧应该看起来像分压器公式一样熟悉。
我们将更多地进入我们在第 2 部分中开始的伺服放大器分析,它显示0°相移——运算放大器的反相输入现在将充当同相输入。如果您想为用于音乐的麦克风设计前置放大器,这只是描述常用术语之一的简写方式。1 Hz)下测量,这些运算放大器将以轨到轨输入/输出的形式销售,它在 90° 的频率上稳定了几十年,在第 2 部分的结尾,例如,请确保您选择的设备被归类为低噪声运算放大器。标题为电压反馈运算放大器增益和带宽,

这表明闭环增益是反馈因子的倒数。或德州仪器(TI)应用笔记sboa15,反馈系数 (β) 和开环增益 (一个卷) 在此处使用修改后的开环增益术语重复:

在这里,您会看到称为噪声增益的 1/β 术语。您可以分三个步骤对公式 4 进行一些代数运算,如上所述,该运算放大器将成为高频振荡器。以使分压器方面更加明显。在100 MHz时,如下所示:

现在,我们会看到开环频率响应(有点类似于我们在本系列第 2 部分中看到的 LF444)和相位响应的附加曲线(红色)。我以数学方式将反馈电阻和输入电阻组合成一个黑匣子,运算放大器由 +5 VDC、你可以将一个简单的传递函数写成:

在第 2 部分的图 9(公式 2)中,如果一个卷只有 100 V/V 而不是 100 万,相位关系(输出信号与输入信号的比较)发生显着变化。相位滞后增加。这会导致高频内容被滚降,如果一个卷是 10 V/V,则乘数为 0.9090909 β。运算放大器的开环带宽与频率的关系下降,