运算扩大器是具有很高扩大倍数的电路单元。在实践电路中,一般结合反应网络一起组成某种功能模块。它是一种带有特别耦合电路及反应的扩大器。其输出信号可所以输入信号加、减或微分、积分等数学运算的成果,广泛用于信号改换调度、ADC采样前端、电源电路等场合中。那么运用运算扩大器需求留意哪些事项呢?
1、留意输入电压是否超限
图1是ADI的OP07数据表中的输入电气特性的一部分,能够看到在电源电压±15V的条件下,输入电压的规模是±13.5V,假如输入电压超出规模,那么运放就会作业不正常,呈现一些意料不到的状况。
而有一些运放标示的不是输入电压规模,而是共模输入电压规模,如图1-2是TI的TLC2272数据表的一部分,在单电源+5V的条件下,共模输入规模是 0-3.5V.其实因为运放正常作业时,同相端和反相端输入电压基本是共同的(虚短虚断),所以“输入电压规模”与“共模输入电压规模”都是相同的意思。
图1-1
图1-2
2、不要在运放输出直接并接电容
在直流信号扩大电路中,有时分为了下降噪声,直接在运放输出并接去耦电容(如图2-1)。尽管扩大的是直流信号,可是这样做是很不安全的。当有一个阶跃信号输入或许上电瞬间,运放输出电流会比较大,并且电容会改动环路的相位特性,导致电路自激振动,这是咱们不愿意看到的。
正确的去耦电容应该要组成RC电路,便是在运放的输出端先串入一个电阻,然后再并接去耦电容(如图2-2)。这样做能够大大减少运放输出瞬间电流,也不会影响环路的相位特性,能够防止振动。
3、不要在扩大电路反应回路并接电容
如图3-1所示,同样是一个用于直流信号扩大的电路,为了去耦,不小心把电容并接到了反应回路,反应信号的相位产生了改动,很简单就会产生振动。所以,在扩大电路中,反应回路不能参加任何影响信号相位的电路。由此延伸至稳压电源电路,如图3-2,并接在反应脚的C3是过错的。为了下降纹波,能够把C3与 R1并联,恰当增大纹波的负反应作用,按捺输出纹波。
4、留意运放的输出摆幅
任何运放都不或许是抱负运放,输出电压都不或许到达电源电压,一般根据MOS的运放都是轨对轨运放,在空载状况下输出能够到达电源电压,可是输出都会带必定的负载,负载越大,输出下降越多。根据三极管的运放输出起伏的相对值更小,有的运放输出起伏比电源电压要小2~6V,比方NE5532.图4-1便是 TI的TLC2272在+5V供电的输出特性,它归于轨对轨运放,假如用该器材作为ADC采样的前级扩大(如图4-2),单电源+5V供电,那么当输入挨近0V的时分,输入和输出变得非线性的了。处理的办法是引进负电源,比方在4脚参加-1V的负电源,这样在整个输入规模内,输出与输入都是线性的了。
图4-1
5、留意反应回路的Layout
反应回路的元器材有必要要接近运放,并且PCB走线要尽量短,一起要尽量避开数字信号、晶振等搅扰源。反应回路的布局布线不合理,则会简单引进噪声,严峻会导致自激振动。
6、要注重电源滤波
运放的电源滤波不容忽视,电源的好坏直接影响输出。特别是关于高速运放,电源纹波对运放输出搅扰很大,弄不好就会变成自激振动。所以最好的运放滤波是在运放的电源脚周围加一个0.1uF的去耦电容和一个几十uF的钽%&&&&&%,或许再串接一个小电感或许磁珠,作用会更好。