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运算放大器设计基础

2010-11-10 17:41
论恒
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  运算放大器(简称“运放”)的作用是调节和放大模拟信号。常见的应用包括数字示波器和自动测试装置、视频和图像计算机板卡、医疗仪器、电视广播设备、航行器用显示器和航空运输控制系统、汽车传感器、计算机工作站和无线基站。

  理想的运放

  理想的运放如图1所示。通过电阻元件(或者更普遍地通过阻抗元件)施加的负反馈可以产生两种经典的闭环运放配置中的任何一种:反相放大器(图2)和非反相放大器(图3)。这些配置中的闭环增益的经典等式显示,放大器的增益基本上只取决于反馈元件。另外,负反馈还可以提供稳定、无失真的输出电压。

  电压反馈(VFB)运放

  电压反馈运放与前文介绍的理想运放一样,它们的输出电压是两个输入端之间电压差的函数。为设计用途,电压反馈运放的数据表定义5种不同的增益:开环增益(AVOL)、闭环增益、信号增益、噪声增益和环路增益。

  负反馈可以改变AVOL的大小。对高精度放大器来说,无反馈运放的AVOL值非常大,约为160dB或更高(电压增益为10,000或更高)。

  

  图1:理想的运放。

  AVOL的范围很大,在数据表中它通常以最小/最大值给出。AVOL还随着电压电平、负载和温度的变化而变化,但这些影响都很小,通常可以忽略不计。

  当运放的反馈环路闭合时,它可以提供小于AVOL的闭环增益。闭环增益有信号增益和噪声增益两种形式。

 

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