電子電路理論

1、電子電路理論電子電路理論電子科學(xué)與工程學(xué)院電子科學(xué)與工程學(xué)院楊恒新楊恒新12022-6-22目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例22022-6-23目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多

2、級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例32022-6-241.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓R ILIZDZ RLUiUoi/mAu/V IZmax0-UZ IZmin42022-6-25目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型

3、步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例52022-6-262.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路 0-100MHz放大電路輸入電阻為放大電路輸入電阻為1M，如何設(shè)計(jì)？，如何設(shè)計(jì)？38121110210 1010fC 高頻時(shí)容抗不可認(rèn)為是高頻時(shí)容抗不可認(rèn)為是OPA83062022-6-27C2C1RG1RSUDDRG2150k50k2kRLUoRG31MUi 0-100MHz放大電路輸入電阻為放大電路輸入電阻為1M，如何設(shè)計(jì)？，如何設(shè)計(jì)？72022-6-28目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使

4、穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例82022-6-29 9222HH1H2H1111nffff1HH121nff222LL1L2LnffffL1L121nff 2022-6-210目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路

5、的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例102022-6-2111)電壓反饋運(yùn)放電壓反饋運(yùn)放(Voltage FeedBack, VFB) 誤差信號(hào)用電壓模型誤差信號(hào)用電壓模型 輸入端均為高輸入阻抗輸入端均為高輸入阻抗 反饋使用電壓模型反饋使用電壓模型 4. VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放負(fù)反饋?zhàn)罱K使負(fù)反饋?zhàn)罱K使誤差電壓為誤差電壓為0112022-6-2122)電流反饋運(yùn)放電流反饋運(yùn)放(Current FeedBack, VCB) 誤差信號(hào)用電

6、流模型誤差信號(hào)用電流模型 運(yùn)放正端具有高輸入阻抗運(yùn)放正端具有高輸入阻抗,而負(fù)端輸入阻抗低而負(fù)端輸入阻抗低 反饋使用電流模型反饋使用電流模型 負(fù)反饋?zhàn)罱K使負(fù)反饋?zhàn)罱K使誤差電流為誤差電流為0122022-6-213Gain 4 : 通常選擇通常選擇CFB Frequency 10MHz : 通常選擇通常選擇CFB 3) VFB& CFB選擇選擇CFB直流精度差直流精度差132022-6-214目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.

7、運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例142022-6-215輸入端口相關(guān)的指標(biāo)輸入端口相關(guān)的指標(biāo) - 輸入阻抗輸入阻抗 - 帶寬帶寬 BW - 失調(diào)電壓失調(diào)電壓 offset voltage - 偏置電流偏置電流 bias current - 輸入電壓范圍輸入電壓范圍 - 噪聲特性噪聲特性輸出端口相關(guān)的指標(biāo)輸出端口相關(guān)的指標(biāo) - 輸出的驅(qū)動(dòng)能力輸出的驅(qū)動(dòng)能力 - 輸出電壓范圍輸出電壓范圍 - 壓擺率壓擺率 slew rate供電相關(guān)指標(biāo)供電相關(guān)指標(biāo) - 供電電壓范圍供電電壓范圍 - 靜態(tài)

8、電流靜態(tài)電流5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)152022-6-2165. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)輸入阻抗輸入阻抗帶寬帶寬失調(diào)電壓失調(diào)電壓偏置電流偏置電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍噪聲特性噪聲特性輸出電壓范圍輸出電壓范圍壓擺率壓擺率162022-6-217選擇運(yùn)放輸入阻抗時(shí)要考慮被放大對(duì)象（信源）的內(nèi)阻。選擇運(yùn)放輸入阻抗時(shí)要考慮被放大對(duì)象（信源）的內(nèi)阻。 運(yùn)放的輸入阻抗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信源內(nèi)阻。運(yùn)放的輸入阻抗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信源內(nèi)阻。5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-輸入阻抗輸入阻抗電流反饋型電流反饋型(CFB):如如OPA691電壓反饋型電壓反饋型(VFB):如如OPA830 172022-6-2185. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-輸入阻抗

9、輸入阻抗 例如信源內(nèi)阻為例如信源內(nèi)阻為10K歐姆，則需要選擇歐姆，則需要選擇100K以上的輸入以上的輸入阻抗才能達(dá)到阻抗才能達(dá)到10%的誤差，要達(dá)到的誤差，要達(dá)到1%的誤差則要選擇的誤差則要選擇1M以上的輸入阻抗。以上的輸入阻抗。RiRsusui0.1sisiiuuRuR0.1siRR182022-6-2195. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)輸入阻抗輸入阻抗帶寬帶寬失調(diào)電壓失調(diào)電壓偏置電流偏置電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍噪聲特性噪聲特性輸出電壓范圍輸出電壓范圍壓擺率壓擺率192022-6-220電流反饋型電流反饋型(CFB):如如OPA691電壓反饋型電壓反饋型(VFB):如如OPA830 注：注：不同增

10、益下的帶寬通常不同不同增益下的帶寬通常不同5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-帶寬帶寬注：注：不同增益下的帶寬近似相同不同增益下的帶寬近似相同202022-6-221-3dB帶寬帶寬/單位增益帶寬單位增益帶寬/全功率帶寬全功率帶寬全功率帶寬全功率帶寬大信號(hào)時(shí)帶寬大信號(hào)時(shí)帶寬-3dB帶寬帶寬/單位增益帶寬單位增益帶寬小信號(hào)時(shí)帶寬小信號(hào)時(shí)帶寬5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-帶寬帶寬fDC Gain3dB CornerFull Power BandwidthUnity Gain BandwidthA/dB0a)滿程輸出時(shí)能達(dá)到的帶寬滿程輸出時(shí)能達(dá)到的帶寬b)與壓擺率密切相關(guān)與壓擺率密切相關(guān)212022-6-222增益帶

11、寬積增益帶寬積 (Gain Bandwidth Product, GBP) VFB 類型：類型：Gain * Bandwidth = 常數(shù)常數(shù) 帶寬為帶寬為1MHz GBP的運(yùn)放的運(yùn)放 在在100倍增益時(shí)只有倍增益時(shí)只有10KHz帶寬帶寬 CFB類型：類型：Gain * Bandwidth 不固定不固定5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-帶寬帶寬222022-6-223注：對(duì)高速放大器，由于寄生電容的影響，注：對(duì)高速放大器，由于寄生電容的影響，單位增益帶寬單位增益帶寬常常常常大于其大于其增益帶寬積增益帶寬積；對(duì)精密放大器，兩者相等。；對(duì)精密放大器，兩者相等。 OPA820的帶寬的帶寬5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)

12、-帶寬帶寬單位增益帶寬單位增益帶寬增益帶寬積增益帶寬積大信號(hào)帶寬大信號(hào)帶寬232022-6-2245. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-帶寬帶寬Rf帶寬與同相輸入端數(shù)目無關(guān)帶寬與同相輸入端數(shù)目無關(guān)mc2gGBPC增益帶寬積固定增益帶寬積固定emocc1j2V gVfCR1ieo1fRVVVRRof1icff1mc1m1/j21111VRRVfCRRRg RRgf1c1f1m1/j21RRfCRRRgf11m1fc1/1j2RRfRgRRC242022-6-2255. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-帶寬帶寬mHfc1221/gfRCRRof1icff12mc12m/j2111+ 1/VRRVfCRRRRg RRRgViR

13、fR2反相輸入端越多，帶寬下降越多反相輸入端越多，帶寬下降越多 111ioeff21RRRVVVRRRVoieeoe12f0VVVVVRRRf1cf12m/j21+ 1/RRfCRRRgmc2gGBPC增益帶寬積固定增益帶寬積固定252022-6-2265. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-帶寬帶寬o1ffi1fcc11+j2VRRRVRfR CRRfRcZcRf帶寬與同相輸入端數(shù)目無關(guān)帶寬與同相輸入端數(shù)目無關(guān)用作電壓跟隨器時(shí)，反饋電阻不可為用作電壓跟隨器時(shí)，反饋電阻不可為01ie1o1ff11/RVi RVRRRoiie1fVVViRR1f1fc11+j2RRRfR CHfc12fR C262022-6-

14、2275. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-帶寬帶寬 offi1fcc11+j2VRRVRfR CRRfRcZcViR2帶寬與反相輸入端數(shù)目無關(guān)帶寬與反相輸入端數(shù)目無關(guān) oie1fVViRR oie1fVViRR f1fc11+j2RRfR CHfc12fR C27VFB&CFB帶寬與運(yùn)放連接關(guān)系帶寬與運(yùn)放連接關(guān)系電路連接電路連接運(yùn)放類型運(yùn)放類型同相輸入同相輸入反相輸入反相輸入VFB 增益帶寬積固定增益帶寬積固定;帶寬與同相輸入端數(shù)目無關(guān)帶寬與同相輸入端數(shù)目無關(guān) 增益帶寬積固定增益帶寬積固定;反相輸入端越多，帶寬下降反相輸入端越多，帶寬下降越多越多CFB 帶寬與同相輸入端數(shù)目無關(guān)帶寬與同相輸入端數(shù)目

15、無關(guān);用作電壓跟隨器時(shí)，反饋電用作電壓跟隨器時(shí)，反饋電阻不可為阻不可為0 帶寬與反相輸入端數(shù)目無關(guān)帶寬與反相輸入端數(shù)目無關(guān)282022-6-2295. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)輸入阻抗輸入阻抗帶寬帶寬失調(diào)電壓失調(diào)電壓偏置電流偏置電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍噪聲特性噪聲特性輸出電壓范圍輸出電壓范圍壓擺率壓擺率292022-6-230在高倍放大的精密電路中最為重要。在高倍放大的精密電路中最為重要。失調(diào)電壓被放大后直接影響電路檢測(cè)微弱信號(hào)的精度。失調(diào)電壓被放大后直接影響電路檢測(cè)微弱信號(hào)的精度。OPA333 失調(diào)電壓失調(diào)電壓: 10V (max) 溫漂溫漂: 0.05V/C (max)5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-

16、失調(diào)電壓失調(diào)電壓302022-6-2315. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)輸入阻抗輸入阻抗帶寬帶寬失調(diào)電壓失調(diào)電壓偏置電流偏置電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍噪聲特性噪聲特性輸出電壓范圍輸出電壓范圍壓擺率壓擺率312022-6-232對(duì)高阻信源放大時(shí)非常重要。對(duì)高阻信源放大時(shí)非常重要。20uA的偏置電流，在的偏置電流，在100K電阻上產(chǎn)生的電壓為電阻上產(chǎn)生的電壓為2V。偏置電流乘以高阻可以產(chǎn)生很大的誤差電壓。偏置電流乘以高阻可以產(chǎn)生很大的誤差電壓。OPA691的偏置電流在的偏置電流在uA級(jí)別，雙極型輸入級(jí)別，雙極型輸入OPA656的偏置電流在的偏置電流在pA級(jí)別，級(jí)別，F(xiàn)ET輸入輸入5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-偏

17、置電流偏置電流322022-6-2335. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)輸入阻抗輸入阻抗帶寬帶寬失調(diào)電壓失調(diào)電壓偏置電流偏置電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍噪聲特性噪聲特性輸出電壓范圍輸出電壓范圍壓擺率壓擺率332022-6-234OPA335: Vdd+ = 5V, Vdd- = GND 單電源運(yùn)放單電源運(yùn)放 5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-共模輸入電壓范圍共模輸入電壓范圍OPA365: Vdd+ = 5V, Vdd- = GND 單電源運(yùn)放單電源運(yùn)放 uA741： Vdd+ = 15V, Vdd- = -15V 雙電源運(yùn)放雙電源運(yùn)放 342022-6-235 軌到軌輸入和輸出運(yùn)放：軌到軌輸入和輸出運(yùn)放： 輸入和輸

18、出擺幅非常接近供電電源軌。輸入和輸出擺幅非常接近供電電源軌。 軌到軌輸出運(yùn)放：軌到軌輸出運(yùn)放： 輸出擺幅非常接近供電電源軌，輸出擺幅非常接近供電電源軌， 輸入在高電平處需要輸入在高電平處需要1.5V的凈空。的凈空。 非軌到軌運(yùn)放：非軌到軌運(yùn)放： 輸入和輸出在高電平和低電平處都需要輸入和輸出在高電平和低電平處都需要一定的凈空才能保證不發(fā)生削頂一定的凈空才能保證不發(fā)生削頂/底。底。 不適合在單電源中應(yīng)用。不適合在單電源中應(yīng)用。OPA365: Vdd+ = 5V, Vdd- = GND 5VGNDVoltageInput Signal RangeOPA335: Vdd+ = 5V, Vdd- = G

19、ND 5VGNDVoltageOutput Signal RangeuA741 : Vdd+ = 15V, Vdd- = -15V Voltage3.5VVdd+Vdd-Input Signal RangeOutput Signal RangeInput Signal RangeOutput Signal Range5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-差模輸入電壓范圍差模輸入電壓范圍352022-6-2365. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)輸入阻抗輸入阻抗帶寬帶寬失調(diào)電壓失調(diào)電壓偏置電流偏置電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍噪聲特性噪聲特性輸出電壓范圍輸出電壓范圍壓擺率壓擺率362022-6-237OPA337的噪聲特性的

20、噪聲特性O(shè)PA335的噪聲特性的噪聲特性5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-噪聲特性噪聲特性O(shè)PA337OPA335OPA335372022-6-2385. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)輸入阻抗輸入阻抗帶寬帶寬失調(diào)電壓失調(diào)電壓偏置電流偏置電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍噪聲特性噪聲特性輸出電壓范圍輸出電壓范圍壓擺率壓擺率382022-6-239在最大輸出幅度和供電電源軌間必須有一定的裕量或凈空，保證輸出在最大輸出幅度和供電電源軌間必須有一定的裕量或凈空，保證輸出不被削頂不被削頂/底。對(duì)輸入也是一樣。根據(jù)運(yùn)放輸出結(jié)構(gòu)不同，這個(gè)裕量從底。對(duì)輸入也是一樣。根據(jù)運(yùn)放輸出結(jié)構(gòu)不同，這個(gè)裕量從數(shù)數(shù)mV到數(shù)到數(shù)V不等。不等。5. 運(yùn)放

21、指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-輸出電壓范圍輸出電壓范圍392022-6-240軌到軌運(yùn)放軌到軌運(yùn)放OPA354非軌到軌運(yùn)放非軌到軌運(yùn)放LM324在單電源供電中選擇軌到軌（在單電源供電中選擇軌到軌（rail to rail）更方便使用。）更方便使用。5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-輸出電壓范圍輸出電壓范圍402022-6-241V5V5V5+-+U2 OPA364V1 5R1 1kR2 1kR3 1kR4 1k+VG1VF1 VF2 -+321411U1 LM324運(yùn)放不是軌到軌，在單電源低壓供電下會(huì)使輸出范圍過小。這樣放大運(yùn)放不是軌到軌，在單電源低壓供電下會(huì)使輸出范圍過小。這樣放大較大信號(hào)時(shí)就會(huì)消峰。較大信號(hào)時(shí)就會(huì)消

22、峰。TINA-TI仿真結(jié)果如下：仿真結(jié)果如下：5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-輸出電壓范圍輸出電壓范圍412022-6-2425. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)輸入阻抗輸入阻抗帶寬帶寬失調(diào)電壓失調(diào)電壓偏置電流偏置電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍噪聲特性噪聲特性輸出電壓范圍輸出電壓范圍壓擺率壓擺率422022-6-243輸出信號(hào)的最大斜率，表示運(yùn)放輸出大幅度信號(hào)的能力。輸出信號(hào)的最大斜率，表示運(yùn)放輸出大幅度信號(hào)的能力。( )sin(2 )S tAft(max)2SfASR輸出輸出50MHz正弦信號(hào)時(shí)，振幅可以達(dá)到正弦信號(hào)時(shí)，振幅可以達(dá)到6V。5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-壓擺率壓擺率輸出輸出100MHz正弦信號(hào)時(shí)，振幅可以達(dá)

23、到正弦信號(hào)時(shí)，振幅可以達(dá)到3V。432022-6-244壓擺率限制了輸出大信號(hào)的帶寬壓擺率限制了輸出大信號(hào)的帶寬5. 運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)-壓擺率壓擺率442022-6-245目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例452022-6-2466.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟放大電路指標(biāo)要求放大電路指標(biāo)要求

24、 負(fù)載負(fù)載1k 放大倍數(shù)放大倍數(shù)128倍倍 輸入輸入1kHz, 200mV(pp)正弦波，要求輸出誤差小于正弦波，要求輸出誤差小于1% 輸入輸入100mV直流電平，要求輸出誤差小于直流電平，要求輸出誤差小于1% 462022-6-2471) 供電電壓供電電壓 200mV(pp)128 = 25.6V(pp)需要需要30V(15V)供電的放大器供電的放大器(考慮輸出至電源軌考慮輸出至電源軌1.5V裕量裕量) 2) 失調(diào)電壓失調(diào)電壓 Vos 輸出誤差小于輸出誤差小于1% 所以所以Vos 128kHz, 實(shí)際應(yīng)實(shí)際應(yīng)用中留用中留10-100倍的裕量，倍的裕量，GBW取取2MHz以上。以上。6.運(yùn)放選

25、型步驟運(yùn)放選型步驟472022-6-2484)壓擺率壓擺率 最大電壓最大電壓25.6V(pp),1kHz26.28 12.8V 1kHz=0.08V/sSRfA留留10-100倍的裕量，因此選擇倍的裕量，因此選擇1V/s以上。以上。5)綜上綜上 Vs30V，Vos2MHz，SR1V/s 可選擇可選擇OPA227，OPA209，OPA211 6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟482022-6-249目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指

26、標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例492022-6-2507.運(yùn)放單電源工作運(yùn)放單電源工作-反相放大反相放大單電源運(yùn)放的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是偏置電壓的設(shè)定，要求靜態(tài)時(shí)單電源運(yùn)放的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是偏置電壓的設(shè)定，要求靜態(tài)時(shí)輸輸出為電源電壓的一半出為電源電壓的一半、輸入通常也為電源電壓的一半輸入通常也為電源電壓的一半。反相放大反相放大DC耦合方式耦合方式1502022-6-251反相放大反相放大DC耦合方式耦合方式27.運(yùn)放單電源工作運(yùn)放單電源工作-反相放大反相放大512022-6-252反相放大反相放大AC耦

27、合方式耦合方式7.運(yùn)放單電源工作運(yùn)放單電源工作-反相放大反相放大52設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)5V單電源三級(jí)反相放大器，增益分別為單電源三級(jí)反相放大器，增益分別為-5,-10,-2。Vs-Vs+V+ 5+VrefV1 2.5+-+Vs-Vs+Vref10K2K+-+Vs-Vs+Vref10K1K+-+Vs-Vs+Vref10K5K532022-6-254同相放大同相放大DC耦合耦合17.運(yùn)放單電源工作運(yùn)放單電源工作-同相放大同相放大542022-6-255同相放大同相放大DC耦合耦合27.運(yùn)放單電源工作運(yùn)放單電源工作-同相放大同相放大552022-6-256同相放大同相放大AC耦合耦合7.運(yùn)放單電源工作運(yùn)放單電

28、源工作-同相放大同相放大562022-6-257差動(dòng)放大差動(dòng)放大DC耦合耦合7.運(yùn)放單電源工作運(yùn)放單電源工作-差動(dòng)放大差動(dòng)放大VcmVcm 10VdmVcm+ VdmVrefVout572022-6-258目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例582022-6-259當(dāng)出現(xiàn)匹配要求時(shí)，用同相比

29、例運(yùn)算電路當(dāng)出現(xiàn)匹配要求時(shí)，用同相比例運(yùn)算電路輸入電阻為輸入電阻為508.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例592022-6-260如何使減法器的加權(quán)系數(shù)一致如何使減法器的加權(quán)系數(shù)一致3ffoi2i11231(1)()RRRuuuRRRRffoi2i121RRuuuRR1f23/RRRR8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例602022-6-261儀表放大器儀表放大器具有高共模抑制比、高輸入阻抗具有高共模抑制比、高輸入阻抗 在在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的條件下的條件下 Vo /(Vin+-Vin-) = (1+2R1/Rg)(Rf/R3) 8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例Vin-Vin+Vo612022-6

30、-262目錄目錄1.如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓如何使穩(wěn)壓管工作在額定電壓2.如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路如何設(shè)計(jì)高輸入電阻放大電路3.多級(jí)放大電路的頻響多級(jí)放大電路的頻響4.VFB& CFB運(yùn)放運(yùn)放5.運(yùn)放指標(biāo)運(yùn)放指標(biāo)6.運(yùn)放選型步驟運(yùn)放選型步驟7.運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)運(yùn)放單電源工作設(shè)計(jì)8.運(yùn)放應(yīng)用特例運(yùn)放應(yīng)用特例9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例622022-6-2631)類型類型 通用放大器通用放大器:單端輸入單端輸入 差分放大器差分放大器:差分輸入差分輸入,采用內(nèi)部電阻采用內(nèi)部電阻,精確匹配精確匹配, KCMRR高高 儀用放大器儀用放大器:差分輸入差分輸入,輸入阻抗高輸入阻抗高 功率驅(qū)

31、動(dòng)電路功率驅(qū)動(dòng)電路9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)是各類競(jìng)賽題中均包含的內(nèi)容放大器設(shè)計(jì)是各類競(jìng)賽題中均包含的內(nèi)容DIFFERENCE AMPLIFIERS632022-6-2642)指標(biāo)指標(biāo) 寬帶寬帶 高增益（可調(diào)）高增益（可調(diào)） 高輸出電壓（或有輸出功率要求）高輸出電壓（或有輸出功率要求） 阻抗匹配阻抗匹配 失真失真 帶內(nèi)增益起伏：帶內(nèi)增益起伏：(13年增益波動(dòng)年增益波動(dòng)1dB，15年增益波動(dòng)年增益波動(dòng)2dB) 矩形系數(shù)矩形系數(shù)9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例642022-6-265Av(dB)Av0.3MHzfH3dB帶寬帶內(nèi)增益起伏=1dB-3dBf（MHz）fL1MHz15M

32、Hzv20dBA i20mVU o200mVU 在在020dB可調(diào)可調(diào)L0.3MHzf H20MHzf在在1MHz15MHz頻帶內(nèi)增益起伏頻帶內(nèi)增益起伏1dB輸入阻抗輸入阻抗=50 輸出阻抗輸出阻抗=50 基本要求基本要求3)2013 D題分析題分析9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例652022-6-266Av(dB)Av0.3MHzfH3dB帶寬帶內(nèi)增益起伏=1dB-3dBf（MHz）fL1MHz80MHzv60dBA i1mVU o1VU 在在060dB可調(diào)可調(diào)在在1MHz80MHz頻帶內(nèi)增益起伏頻帶內(nèi)增益起伏1dBL0.3MHzf H100MHzf發(fā)揮部分發(fā)揮部分onpp100mVU9.放

33、大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例662022-6-267設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例DAC672022-6-268帶寬指標(biāo)主要通過新型高性能的運(yùn)放實(shí)現(xiàn)帶寬指標(biāo)主要通過新型高性能的運(yùn)放實(shí)現(xiàn)固定增益固定增益OPA690OPA2694功率放大器功率放大器AD8321THS3201可調(diào)增益可調(diào)增益VCA821AD8009THS3201OPA847AD8367THS3091AD603 VCA8209.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例682022-6-269高增益采用多級(jí)放大器實(shí)現(xiàn)高增益采用多級(jí)放大器實(shí)現(xiàn)典型的方案是采用典型的方案是采用34級(jí)放大器級(jí)放大器增益可調(diào)增益可調(diào)手動(dòng)調(diào)整手動(dòng)調(diào)整程控增益

34、運(yùn)放程控增益運(yùn)放程控衰減器程控衰減器各級(jí)增益分配各級(jí)增益分配: 6dB,14dB,-4040dB,20dB如如:程控步進(jìn)衰減模塊（程控步進(jìn)衰減模塊（PE4306）9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例692022-6-270帶內(nèi)增益波動(dòng)帶內(nèi)增益波動(dòng)級(jí)間阻抗匹配級(jí)間阻抗匹配頻率補(bǔ)償頻率補(bǔ)償選增益曲線平坦的器件選增益曲線平坦的器件9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例OPA820702022-6-271阻抗匹配阻抗匹配輸入端設(shè)置阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端設(shè)置阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端設(shè)置阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端設(shè)置阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)用同相比例運(yùn)算電路用同相比例運(yùn)算電路輸出端串輸出端串50 電阻電阻9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例OPA8

35、20712022-6-272降低噪聲降低噪聲選器件選器件布局、屏蔽、去耦、接地布局、屏蔽、去耦、接地- 運(yùn)放電源線加磁珠和電容濾波運(yùn)放電源線加磁珠和電容濾波- 信號(hào)耦合用信號(hào)耦合用電解電容電解電容并聯(lián)并聯(lián)高頻瓷片電容高頻瓷片電容以免高頻增益下降以免高頻增益下降- 數(shù)字電路部分和模擬電路部分的電源嚴(yán)格分開數(shù)字電路部分和模擬電路部分的電源嚴(yán)格分開- 數(shù)字地和模擬地一點(diǎn)相連數(shù)字地和模擬地一點(diǎn)相連9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例722022-6-273測(cè)量方法測(cè)量方法信號(hào)源內(nèi)阻為信號(hào)源內(nèi)阻為50 ，先將信號(hào)源信號(hào)幅度設(shè)置，先將信號(hào)源信號(hào)幅度設(shè)置為為1mV，然后，再設(shè)置為，然后，再設(shè)置為20mV。示波器

36、采用高。示波器采用高阻輸入方式，作品帶著負(fù)載電阻測(cè)試。阻輸入方式，作品帶著負(fù)載電阻測(cè)試。9.放大器設(shè)計(jì)實(shí)例放大器設(shè)計(jì)實(shí)例732022-6-274(1)反相輸入端寄生電容反相輸入端寄生電容 反相節(jié)點(diǎn)對(duì)寄生電容反相節(jié)點(diǎn)對(duì)寄生電容(CSTRAY)非常的敏感，非常的敏感，RF,RG 及及 CSTRAY 在傳輸系在傳輸系統(tǒng)上會(huì)帶來零點(diǎn)，從而導(dǎo)致放大器的不穩(wěn)定。統(tǒng)上會(huì)帶來零點(diǎn)，從而導(dǎo)致放大器的不穩(wěn)定。 1pF大小的大小的CSTRAY 就能使就能使放大器不穩(wěn)定。放大器不穩(wěn)定。OUTV4)高速放大電路布局布線高速放大電路布局布線 OUTFGFSTRAYINGFG11jVR RRCVRRR FGzeroSTRAYFG2RRfCR R742022-6-275減小輸入端寄生電容的方