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运放的选取标准和规则

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发表于 2023-3-10 14:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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一:运放的分类5 f, u2 a( b+ U( R& D1 u
1.1 高速型>10V/S  8 s# T7 Z4 u: W" m2 G
( O) U- X* n1 ]) X% m
产品优势:高速轨到轨输出,低静态工作电流,低噪声密度,快速建立时间及恢复时间; l3 O9 d# _- B& R# e
' h8 m% a/ p- {+ V
应用领域:视频播放器,通信设备,平板电脑,VGA/RGB/YPBPR应用,DVD/CD,EPON/GPO  `5 q. P4 a8 Z. A# Z5 m
1.2 零飘运放* @9 ^- U' n% L% i: y1 ]

( m/ U" e# M. `产品优势:低功耗、高速轨到轨输入/输出,低静态工作电流,低噪声密度,零漂移,低温漂,抗RF干扰功能$ V5 U4 X3 @7 B% s! E3 E% E
* v. z" a1 ^0 d7 i
应用领域:温度测量,压力传感器,工业仪表,医疗仪器,精密电子设备,热电偶传感器,便携式设备3 f/ `* `7 h0 L$ }2 X2 i
1.3 高精度 Uio  Iio小" C/ l) }( X3 t9 I. }  x5 J# b: u

0 }+ ]8 X9 Q) r6 @产品优势:轨到轨输入/输出,低静态工作电流,低噪声密度,抗RF干扰功能& p6 p/ p( X7 U% ?' x: s

% F+ n( t4 L) _& G$ n应用领域:血压计,血糖仪,电波钟,低功耗设备,传感器接口,便携式系统,移动通信,可穿戴设备
, Z& t0 B: P. m0 o8 d4 |: h1.4 高电压>20V
% b0 f: F: O* D$ ~9 ^$ G7 U; Q" M+ {) J+ M/ v
高阻值>1GΩ  JFET COMS  低功耗 <500uA
- y0 h* C5 S$ t9 b0 N4 R: }) U; y
产品优势:轨到轨输入/输出,低静态工作电流,低噪声密度,抗RF干扰功能- G! o- L. ~; e  S# T6 ~1 ]! O

6 S# s- I0 f3 N; [" y* @应用领域:血压计,血糖仪,电波钟,低功耗设备,传感器接口,便携式系统,移动通信,可穿戴设备3 O( i# I0 g/ J! q9 r7 C
1.5 低电压
0 ~* ^7 _$ J' i& B9 Y' [$ _  E$ x/ a- K5 e; C& X
低电压轨到轨输入/输出,低静态工作电流,低噪声密度,抗RF干扰功能
3 S$ O  U) V5 M7 \! F" \9 W& M3 @: O& x
应用领域:烟雾报警器,高精度体重秤,电波钟,低功耗设备,传感器接口,便携式系统,移动通信,可穿戴设备
( t6 R! x% a4 f
" O6 `" Y3 _) V+ c+ n& q大电流>30mA   宽带型>5MHZ
. ?# {2 g# n( }7 u. O; p1.6 低噪声
  z- J& B* U, Z
: }3 ?6 p3 s! [* q7 z产品优势:高带宽轨到轨输入/输出,低静态工作电流,低噪声密度,快建立时间,抗RF干扰功能. ]9 ^* b0 j, A" T% T, M
" b" J: ~; \4 |1 @! t  |
应用领域:正弦波矢量控制器,变频器,伺服器,无人飞机,通信设备,传感器放大,A/D转换器,电池供电设备,音频设备7 V7 B  K# d0 n% W; i; c7 b
1.7 高压通用运放$ l9 ^+ O; \' ~1 r- B  g

+ E3 p. M, O. L* U6 N* J7 S  f产品优势:宽输入电压,低噪声密度
6 w8 |; W- J( q
% c" [+ R5 m4 ]9 v" Q- p( `应用领域:DVD播放器/家庭影院,化学和气体传感器,数字万用表/手持设备,网络通讯设备,温度传感器/控制器,无刷直流/永磁步进电机
3 Y: L4 X2 P5 l+ |二.如何选择运放
8 [0 T( F: I: b; Z# g" ?, [. R2 s1 m- r0 k
  一般情况下运放有专业公司TI,ADI等,其提供上述各种针对不同场合的运放,我们在使用运放时候,可以根据应用场合和指标需求进行筛选,无需对运放的设计有过多了解,如何正确选择运放?
- R+ F* b; r$ |! O8 J- _% h! Y" ?/ R8 Y( @8 F  O1 Q
运放的选择主要要注意几个参数,供电范围,增益带宽积GBW,压摆率SR,负载特性SC,输出失调电压VOS。% V$ ?) l* c" T
2.1:信号源的性质4 t  U. i. n% P0 A
+ c& Y' C7 s) R5 T
        根据信号是电压源还是电流源,内阻大小,输入信号的幅值及频率的幅值及频率的变化范围等,选择运放的差模输入电阻Rid,-3db带宽(或单位增益带宽),转换速率SR等指标参数。
% t- v6 J" Y- A( w* j2.2:负载的性质* k; [$ Y$ Z2 D  a" B7 I

7 k2 g# y" I2 [6 Y5 |7 a        根据负载电阻的大小,确定所需运放的输出电压和输出电流的幅值,确定供电电源轨。对于感性和容性负载,还要考虑频率输出等参数的影响。对于输出电路,还需考虑电路的端口保护问题,实现各种兼容。8 M) T* O' E# T' B8 s
2.3:精度要求
- v, g( w$ d4 c7 `
' K" S4 A4 a$ C) Z# g. Y; J0 Q        对模拟信号的处理,如放大、运算等,往往都有精度要求;如电压比较,往往提出响应时间,灵敏度。根据这个要求选择运放的开环差模增益Aod,失调电压Uio,及转换速率SR等,也需要注意反馈放大电路的比例选取,输入端电阻的平衡,相位补偿以及电源信号质量等。# G* O0 _. r/ T! y, C
2.4:环境条件
7 f2 f' w# `* e# ~9 a5 X; U
' a# y6 n  |/ u6 S# ?. Z8 o          根据环境温度的变化范围,可正确选择运放的失调电压和失调电流,运放的功耗等。还有运放的运行模式。
3 c+ I0 v+ ?" B; I" f% @$ S3.运放使用的注意事项% S$ E! z* _& T  {/ c7 m4 }0 o

8 o9 y3 u* ~9 {1 S. l# p 1.高精度运放使用电源质量需有保障,建议使用ldo供电,使用LDO需特别注意其输出电路的补偿等电路设计。
6 F1 q8 E- W! X$ P! ^/ ^0 {# i- p1 x' [
2.运放输入端不要浮空,可能会导致输出端到电源轨道,为了防止运放损坏还可以对运放进行限流防护
! |# o* I* p: ~( W# D
6 ?$ M$ f; Y; [3.运放输入端电阻和反馈端电阻的关系,一般使用一样的阻值,由于一般运放有输入保护电路,所以输入电阻不能太大,过大的Ib*R会导致运放的输出偏差。而且电流型运放和电压型运放是否连接输入电阻各不相同。但是建议预留调试。平衡电容同理
- J5 i2 O  y$ w, t! E" _( V  o6 Y) L- E4 {
4.对于差分输入,运放的电源也许配备满足正负输出。在充分了解输出负载的情况下,选择合适的跟随电路可以保证输出的指标。" ]: o; U& r* o, I; A, L+ l

0 A9 S6 l% r. n9 Q/ |2 K. _3.精密电路对温度特别敏感,在保证运放符合指定温漂和Vos的情况下,还需注意反馈电阻精度和温漂的运算、以及DA温漂、DA位数、参考电压等,综合测试才能得到低温漂的设计电路。精密运放和精密电阻尽可能远离热源,保证指标的可靠性。
5 Z7 p6 R2 s) f' p8 i5 I- R' x  @5 o5 X- J  l3 o
4.运放作为信号转换,其输出一般是低阻值,当输出连接外接电路,应该注意,过压,过流,ESD,外界电辐射等侵入信号的干扰,也许防止内部电路对外部的干扰,内对外一般可以忽略,对有开关电源的电路需特殊对待,设计有效的隔离手段和可靠的接地平面等。% j  c" w2 B$ O- ?

' ]7 B4 g& Z/ c2 M4 X5 q; [0 y4.精密运放温漂的计算及分析
" t2 s$ W+ ^% J9 m! D
; b: h& c! D$ f* `6 s8 Y0 W

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2#
发表于 2023-3-10 15:04 | 只看该作者
用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围,带宽越高,能处理的信号频率越高,高频特性就越好,否则信号就容易失真,不过这是针对小信号来说的,在大信号时一般用压摆率(或者叫转换速率)来衡量。

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3#
发表于 2023-3-10 15:32 | 只看该作者
对于直流信号,一般不需要考虑带宽问题,只需要考虑干扰及精度就可以了
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