运放选型关注的参数以及影响(一文读懂运放规格书参数)
运放选型关注的参数以及影响(一文读懂运放规格书参数)从这个概念来说,需要满足两个条件,才能构成虚短,一就是深度负反馈,二就是运放有足够的输出能力。虚短就是一个运放在深度负反馈(环路增益无穷,Aol*F)且输出没有饱和的情况下,运放的两个输入端压差几乎为零,即两个输入端的电压几乎相等,这就是虚短。那么几乎到了什么程度?可能就是在uV或者nV级别的差距。这就跟运放的开环增益相关了。But,如果像上面那样直接使用运放输入信号进行相减,但它几乎不能正常使用。因为开环增益实在太大了,输入信号得多么小,才能让输出稳定呢?谁会使用无穷大的增益?输入稍微动一下,输出就满幅了。那如何才能得到想要的放大倍数,例如10倍20倍等等。这个时候就是反馈引入的时候了!大家对这个框图简直再熟悉不过了应该。显而易见,输入输出的关系应该可以通过简单的推导得到,还是用到之前的那个最基本的公式啊,当Aol为无穷大的时候,且F*Aol远远大于1时(深度负反馈),就得到了这么一个公
图1 运放开环放大示意图
运放的最关键两个点就是运算,这里是减法器,以及放大!
看看上图。两个输入进入减法器,得到的结果进行放大,然后输出,一个流程一气呵成得到右边的这个公式,掌握了它,关于运放的计算基本不会有压力。
图2 负反馈放大示意图
But,如果像上面那样直接使用运放输入信号进行相减,但它几乎不能正常使用。因为开环增益实在太大了,输入信号得多么小,才能让输出稳定呢?谁会使用无穷大的增益?输入稍微动一下,输出就满幅了。那如何才能得到想要的放大倍数,例如10倍20倍等等。这个时候就是反馈引入的时候了!
大家对这个框图简直再熟悉不过了应该。显而易见,输入输出的关系应该可以通过简单的推导得到,还是用到之前的那个最基本的公式啊,当Aol为无穷大的时候,且F*Aol远远大于1时(深度负反馈),就得到了这么一个公式,输入输出只跟反馈系数F有关。而通常这个反馈网络就是简单的由电阻组成,例如这里的反馈系数就是由R1和R2这两个电阻网路组成。这句话翻译一下就是,你运放再牛叉,增益再大,也得服从我这小小的电阻的安排。
讲虚短之前,还是问一下大家,这个什么是虚短?虚短是不是运放的特性?
虚短就是一个运放在深度负反馈(环路增益无穷,Aol*F)且输出没有饱和的情况下,运放的两个输入端压差几乎为零,即两个输入端的电压几乎相等,这就是虚短。那么几乎到了什么程度?可能就是在uV或者nV级别的差距。这就跟运放的开环增益相关了。
从这个概念来说,需要满足两个条件,才能构成虚短,一就是深度负反馈,二就是运放有足够的输出能力。
还是拿上图2来看,直观一些。因为是深度反馈,那么uo=1/F*ui。还是不直观,我们变换一下,ui=uo*F。这是什么,就是这里的uf么。看看,虚短就是这么来的。
所以说虚短不是运放的特性,而是负反馈所约束的。
说了这么多,运放到底有哪些特点呢?或者说理想运放是什么样子的?
那么理想运放有哪些特点呢?例如这里列举了输入电阻无穷大,输出电阻无穷小为0,增益无穷大,带宽无穷大,当然还有什么输入输出满幅,失调电压电流为0等等。
简单总结就是理想放大器成立的条件:
1、环路增益无穷大,远远大于1。
2、两输入端电压相等(虚短)。
3、输入电流为零(虚断)。
4、速度足够快,即运放没有延时。
运算放大器的非理想特性此时的运放状态变成:
1、有限增益
2、两输入端电压不相等
3、输入电流不为零
4、速度限制
以上情况分别带来的影响如下:
1、增益误差
2、输入失调电压(VOS)、温漂、电源抑制比(PSRR)、共模抑制比(CMRR)、噪
声(自身噪声和外界噪声)
3、输入阻抗、输入偏置电流(IB)、输入失调电流(IOS)
4、带宽、摆率、建立时间
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