运放总结

本文详细介绍了运算放大器的主要参数,包括共模抑制比、输入失调电压等,并探讨了这些参数对电路性能的影响。此外,还分析了典型运放放大电路的设计原则和电阻选择方法。

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首先说一下共模信号,就是在差分信号放大的输入端输入极性相同的信号,而差模信号是极性相反的信号

一、运放参数有

1、共模抑制比,差模电压增益和共模电压增益的比值,此值越高越好,一般为80db左右,高的达到150db

2、输入失调电压,当输出电压为0V时,加在输入端的电压;此值一般几mV;此值越小越好,说明对称性好;

3、输入失调电流,当输入端不输入信号时,两输入端的电流之差,此值一般是几nA, 几十nA;此值越小越好;

4、输入偏置电流,

5、输入共模电压范围,此值大一点好,说明抗干扰能力强。

6、输入阻抗,指输入端的电压和输入端的电流比值,此值对于两极型晶体管一般是10 4-10 6Ω,对于单极型晶体管一般是10 9以上。

这里要注意了,处于放大状态时,输入电阻要比输入阻抗低,才能是输入电流比输入偏置电流大。

7、输出阻抗,一般几百欧姆之内。

对于小信号,要求输入阻抗高,共模抑制比大

二、下面分析一下典型的运放放大电路,及电阻的选择。注意的地方


此为反向放大器,电压并联负反馈

R2是平衡电阻,是运放的输入端对称,一般取值为R2 = R1// RF。

R1不宜选太大,否则比输入偏置电流来得小,但不宜太小,要比输入信号的电阻来的大,对于常用的运放,一般不宜超过数十K欧姆,RF不宜太大,否则反馈电流太小,一般达到兆欧就 可以了

受反馈电流大小的影响,该电路放大倍数收到限制,RF值,下面是改进的

这里UF的值用常用方法即可算得。R3与R4的比值决定了U0的大小

下面贴一下具体的运放

LM393为两极型晶体管输入,输入阻抗没单极型的高。 看他的输出端,没有带载能力



下面看一下LM358,看他的输出端,可以具有带载能力,这里说明一下LM363是2.5V的稳压管,LM365是温度传感器,100oC内,误差在1oC。


下面看LM324,具有带载能力,输出的电流一般在几十mA


http://blog.youkuaiyun.com/xxu0123456789/article/details/8508495


### 大器正反馈与负反馈的工作原理及应用总结 #### 一、大器概述 大器是一种高增益直流耦合多级大器,广泛应用于模拟电子电路中。其核心功能是对输入信号进行线性和非线性处理[^1]。 --- #### 二、正反馈与负反馈定义 反馈是指将输出的一部分通过某种形式返回到输入端的过程。根据反馈的性质不同,分为正反馈和负反馈: - **正反馈**:使系统的输出增强输入的效果,通常用于产生振荡或大特定条件下的响应[^3]。 - **负反馈**:削弱系统的输出效果,从而稳定系统行为,减少失真并提升整体性能[^2]。 --- #### 三、正反馈工作原理及其应用 ##### (1)工作原理 正反馈会使得输出信号进一步加强输入信号的变化趋势。当输入发生微小变化时,经过正反馈的作用,这种变化会被持续大直至达到饱和状态。因此,在某些情况下,正反馈可能导致系统不稳定甚至进入自激振荡模式。 ##### (2)典型应用场景 - **比较器电路**:利用正反馈实现快速切换,确保输出迅速跳变至极限值。 - **多谐振荡器**:基于正反馈机制构建周期性的方波或其他波形生成器。 - **滞回特性引入**:增加噪声抑制能力的同时提供更清晰的状态转换边界。 ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 模拟简单正反馈过程 def positive_feedback(x, gain=1.5): y = [] current_value = x[0] for value in x: next_value = value + (current_value * gain) y.append(next_value) current_value = next_value return np.array(y) x_values = np.linspace(-1, 1, 100) y_positive = positive_feedback(x_values) plt.plot(x_values, y_positive, label="Positive Feedback Output") plt.title("Effect of Positive Feedback on Signal Amplification") plt.xlabel("Input Value") plt.ylabel("Output Value") plt.legend() plt.show() ``` --- #### 四、负反馈工作原理及其应用 ##### (1)工作原理 负反馈通过取样部分输出量并与原始输入相减来调整最终输出。这种方式能够有效降低开环增益带来的不稳定性问题,并显著改善诸如带宽扩展、失真减少等方面的表现。 ##### (2)主要优势 - 减少总增益波动幅度; - 提升频率响应范围内的平坦度; - 改善动态指标如信噪比(SNR)等参数表现; - 控制输入阻抗和输出阻抗水平以便匹配负载需求。 ##### (3)常见配置实例 - 非反相大器:维持原方向上的电压增幅操作[^4]。 - 反相大器:改变极性同时完成相应倍率变换任务。 ```python # 示例代码展示基本负反馈结构 - 简单比例控制器 class NegativeFeedbackAmplifier: def __init__(self, open_loop_gain=1e5): self.open_loop_gain = open_loop_gain def calculate_output(self, input_signal, feedback_ratio=0.99): output_signal = input_signal * self.open_loop_gain / (1 + self.open_loop_gain * feedback_ratio) return output_signal amplifier = NegativeFeedbackAmplifier() input_voltage = 0.1 # 输入电压设为0.1V output_voltage = amplifier.calculate_output(input_voltage) print(f"Output Voltage with negative feedback: {output_voltage} V") ``` --- #### 五、两者对比总结表 | 特性 | 正反馈 | 负反馈 | |---------------------|----------------------------------|-----------------------------------| | 对系统影响 | 不稳定,可能引起震荡 | 更加稳定 | | 输出与输入关系 | 同向强化 | 反向抵消 | | 主要用途 | 比较器、振荡器 | 大器、滤波器 | | 是否适合长期行 | 一般不适合 | 广泛适用 | --- #### 六、结论 综上所述,虽然正反馈能够在特殊场合下发挥重要作用,但由于容易造成系统失控现象,所以在大多数实际工程实践中更多采用的是具有诸多优点的负反馈技术方案[^3]。 ---
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