锐客网

  1. 首页 > 睿知 > >

集成运算放大器电路的识图方法 集成运算放大器

睿知生活知识

集成运算放大器(集成运算放大器电路的模式识别方法)
集成运算放大器的电路组成及单元电路的功能图3-25是集成运算放大器内部电路的原理图 。它由三个放大器和一个DC偏置电路组成，即输入放大级、中间放大级、输出放大级和偏置电路 。此外，还有一些辅助电路，如DC移位电路 。
图3-25集成运算放大器电路组成示意图
输入级使用双端输入差分放大器 。为了减小零点漂移，使其具有较高的输入电阻和一定的电压放大倍数，通常采用带发射极恒流源的双端输入差分放大电路 。
以下几点主要是对输入放大级的解释 。
(1)输入放大级对集成运算放大器的输入电阻有决定性影响，抑制零点漂移，提高共模抑制 。
(2)允许宽范围的共模信号输入，以防止幅度较大的共模信号损坏集成运算放大器 。
(3)通常输入级采用双输入双输出差分放大器，其共模抑制比高于双输入单输出差分放大器，抑制零点漂移的能力更强，但有些集成运算放大器需要采用双输入单输出差分放大器 。
以下几点主要是关于中间放大阶段的说明 。
(1)整个集成运算放大器的增益主要由中间放大级来保证，而集成运算放大器的增益要求比较高，所以中间放大级对于整个集成运算放大器来说非常重要 。
【集成运算放大器电路的识图方法 集成运算放大器】(2)中间放大级通常采用一级或两级共发射极放大器，带发射极恒流源电路(共发射极电路电压增益大) 。
(3)补偿电路和DC频移电路应加到中间放大级 。
(4)部分中间放大级采用双端输入单端输出差分放大器，完成单端任务，为单端输入输出放大器做准备 。
(5)集成运算放大器的电压放大级数尽可能少 。早期的集成运算放大器有3 ~ 4级，第二代产品一般减少到两级 。当放大器级数减少时，高频转折频率降低，集成运算放大器的附加相移减少，有利于补偿电路的设置和集成电路中补偿电路的设计 。
以下几点主要解释输出放大级 。
(1)整个集成运算放大器的输出特性是由输出放大级决定的，比如集成运算放大器的输出电阻及其负载能力，比如10 mA的输出电流 。
(2)根据输出放大级的基本要求，集成运算放大器的输出放大级采用射极放大器(共集电极放大器)或甲类互补对称功率放大器(也是射极放大器)，输出电阻低，负载能力强 。因为发射极输出器件只有电流放大而没有电压放大，所以输出放大器级没有电压放大而只有电流放大 。
(3)输出放大电路中设置了完善的过载保护电路 。
(4)要求输出放大级的输出信号电压范围足够大(如12 V) 。
(5)功耗低，效率高 。
以下几点主要是关于DC偏置电路的说明 。
(1)集成运算放大器中的所有放大器都需要DC偏置电流，即每个放大管都需要一个合适的DC工作点，这个工作点由DC偏置电路提供 。
(2)DC偏置电路的基本要求是工作稳定，比如受温度影响小 。
(3) DC偏置电路是一系列电流源电路，即几个电流源电路组合在一起 。在电流源电路中，基准电流的稳定性直接影响电流源的稳定性，所以系列集成运算放大器电流源采用共用基准电流，不仅可以提高电流源的稳定性，还可以减少集成电路中的电阻元件 。
(4)在一系列电流源电路中，根据DC偏置电流的不同要求，主要采用比例恒流源电路、微电流源电路和镜像电流源电路 。
单电源电路读图方法集成运算放大器可以采用单电源供电，也可以采用正负对称双电源供电 。图3-26所示为集成运算放大器电源电路，图3-26(a)所示为单电源电路，图3-26(b)所示为正负对称双电源电路 。
图3-26集成运算放大器电源电路
(1)单电源电路 。运算放大器的单电源电路与普通集成电路的单电源电路相同 。集成运算放大器有一个电源管脚⑤，是正的DC电源管脚，正的DC工作电压+VCC从管脚⑤加到集成电路A1的内部电路上 。接地引脚是③引脚，集成电路A1内部的电流全部从③引脚流出，通过地线回到正电源+VCC的负极 。
电路中，①脚为同相信号输入脚，②脚为反相信号输入脚，④脚为输出信号脚 。
(2)双电源电路 。当采用正负对称双电源时，集成运算放大器的接地引脚成为负电源引脚，即图3-26(b)所示电路中的③引脚 。负电源由VCC表示，正电源引脚⑤保持不变 。
单电源和双电源之间的转换集成运算放大器的DC供电方式可以是单电源，也可以是正负对称的双电源 。正负对称意味着极性DC电压+VCC等于极性电压VCC 。
重要提示
通用集成运算放大器一般采用正负对称双电源供电方式，标准DC工作电压为15 V，即+15 V和15 V，也有单电源供电的集成运算放大器，此时DC工作电压为30 V 。一些专门用于音频电路的集成运算放大器等 。经常使用单电源，而DC的工作电压没有那么高 。
在单电源模式下，供电电路相对简单，采用了一组buck、整流器和滤波电路 。正负对称双电源模式下需要两套降压、整流和滤波电路，供电电路更加复杂 。
在两种不同的DC电源状态下，集成运算放大器的同相输入引脚、反相输入引脚和输出引脚的DC电压是不同的 。图3-27显示了两种供电模式下输出端输出电压的变化 。
图3-27(a)给出了单电源条件下，电源的DC工作电压、输出信号电压和输入信号电压的变化范围 。从图3-27(a)可以看出，DC工作电压为30 V，输入信号电压在9 ~ 12v之间变化，输出信号电压相应地在3 ~ 3 ~ 27v之间变化 。
图3-27示意图
重要提示
在电路中，15 V是中心电压，也就是DC工作电压的一半值 。这个中心点对于集成运算放大器电路的维护非常重要 。静态下(无输入信号)中心点电路错误，说明集成运放电路工作不正常 。
图3-27(b)给出了正负对称双电源状态下电源的DC工作电压、输出信号电压和输入信号电压的变化范围 。从图3-27(b)可以看出，DC的工作电压为15 V
重要提示
输入信号电压在6 ~+6 V之间变化，而输出信号电压在12 ~+12 V之间变化，以0 V为中心电压 。

    推荐阅读


    上一篇：电脑自动更新开启好还是关闭好 电脑自动更新

    下一篇：南瓜饼做法