使用運(yùn)算放大器存在哪些問題？有哪些注意事項(xiàng)？

運(yùn)算放大器(Operational Amplifier，簡稱 Op Amp)是一種電子元器件，它主要用于電子電路的信號(hào)放大、信號(hào)濾波、求和、差分、積分、微分等信號(hào)處理和控制等方面。由于它在電子電路中應(yīng)用廣泛，因此被認(rèn)為是電子電路中的基本元器件之一。

運(yùn)算放大器是一種差分放大器，它有兩個(gè)輸入端口(非反相輸入端和反相輸入端)和一個(gè)輸出端口。它的輸入電阻非常高，輸出電阻非常低，可以放大微小的信號(hào)，并將信號(hào)放大到一個(gè)比較大的范圍內(nèi)，同時(shí)保持信號(hào)的準(zhǔn)確性。運(yùn)算放大器一般由多個(gè)晶體管、電容器、電阻器等元器件組成。

運(yùn)算放大器有許多不同類型的模型，包括單電源運(yùn)算放大器和雙電源運(yùn)算放大器等。此外，有許多不同的反饋電路可用于運(yùn)算放大器，可以實(shí)現(xiàn)各種不同的電路功能。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體情況來選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算放大器和反饋電路，以實(shí)現(xiàn)所需的電路功能。

在使用運(yùn)算放大器時(shí)，有一些需要注意的事項(xiàng)，包括以下幾點(diǎn)：電源穩(wěn)定性：運(yùn)算放大器需要一個(gè)穩(wěn)定的電源供應(yīng)，否則它的輸出會(huì)變得不穩(wěn)定。因此，在設(shè)計(jì)和使用電路時(shí)，需要選擇適當(dāng)?shù)碾娫春碗娫礊V波電路，以確保電源的穩(wěn)定性和可靠性。噪聲和干擾：運(yùn)算放大器的輸出受到電路中各種噪聲和干擾的影響。因此，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要采取各種措施來降低噪聲和干擾，包括選擇低噪聲電阻、電容、地線和屏蔽等。溫度效應(yīng)：運(yùn)算放大器的性能會(huì)受到溫度的影響。因此，在設(shè)計(jì)和使用電路時(shí)，需要考慮溫度變化的影響，并采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣矸€(wěn)定電路的性能，如使用溫度補(bǔ)償電路、散熱等。操作放大器的放大倍數(shù)和輸入電壓范圍：不同的運(yùn)算放大器有不同的放大倍數(shù)和輸入電壓范圍。在使用時(shí)需要根據(jù)具體情況來選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算放大器。

反饋電路的選擇和設(shè)計(jì)：反饋電路的選擇和設(shè)計(jì)對(duì)于運(yùn)算放大器的性能和穩(wěn)定性影響非常大。在設(shè)計(jì)反饋電路時(shí)，需要考慮電路的帶寬、相位裕度、穩(wěn)定性等因素，以確保電路的性能和穩(wěn)定性?？傊?，運(yùn)算放大器是一種非常常見的電子元件，廣泛應(yīng)用于各種電路中。在使用它時(shí)，需要仔細(xì)考慮各種因素，以確保電路的性能和穩(wěn)定性。

凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation) 推出的低功率、高精度、全差分放大器 LTC6363，該器件為驅(qū)動(dòng)高性能 16 位、18 位和 20 位 SAR 和ΔΣ ADC 而優(yōu)化。LTC6363 具 100μV 最大輸入失調(diào)電壓和 2.9nV/√Hz 輸入?yún)⒖茧妷涸肼?，在采? 10V 電源時(shí)僅消耗 19mW 功率。該器件可將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分輸出，或以全差分方式使用，僅需 780ns 就可將 8VP-P 差分輸出步進(jìn)穩(wěn)定至 18 位分辨率。4 個(gè)外部電阻器設(shè)定 LTC6363 增益。高度匹配四電阻器的 LT5400 系列可用來實(shí)現(xiàn)卓越的線性度。LTC6363 配置為單位增益、較高增益或衰減模式時(shí)都是穩(wěn)定的。

LTC6363 采用 2.8V 至 11V 電源工作。其輸出提供軌至軌擺幅，VOCM 引腳設(shè)定輸出共模電壓，以實(shí)現(xiàn)與精準(zhǔn) 20 位 SAR ADC (例如： LTC2378-20 ) 輸入范圍的最佳匹配。

LTC6363 規(guī)定在–40°C 至 85°C 和 –40°C 至 125°C 溫度范圍內(nèi)工作，采用 MSOP-8 和 2mm x 3mm DFN 封裝。

性能概要：LTC6363.100μV 最大失調(diào)電壓.50nA 最大輸入失調(diào)電流?？焖俜€(wěn)定：在 780ns 穩(wěn)定至 18 位、8VP-P 輸出.1.9mA 電源電流.2.9nV/√Hz 輸入?yún)⒖荚肼?2.8V (±1.4V) 至 11V (±5.5V) 電源電壓范圍。差分軌至軌輸出。輸入共模范圍包括地。低失真：115dB SFDR (在 2kHz、18VP-P).500MHz 增益帶寬積.35MHz –3dB 帶寬。低功率停機(jī)：20μA (VS = 3V).8 引線 MSOP 和 2mm x 3mm 8 引線 DFN 封裝

運(yùn)算放大器(簡稱“運(yùn)放”)是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。在實(shí)際電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出信號(hào)可以是輸入信號(hào)加、減或微分、積分等數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果。由于早期應(yīng)用于模擬計(jì)算機(jī)中，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算，故得名“運(yùn)算放大器”。運(yùn)放是一個(gè)從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實(shí)現(xiàn)，也可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，大部分的運(yùn)放是以單芯片的形式存在。運(yùn)放的種類繁多，廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)當(dāng)中。

運(yùn)算放大器是一種直流耦合﹐差模(差動(dòng)模式)輸入、通常為單端輸出(DifferenTIal-in, single-ended output)的高增益(gain)電壓放大器，因?yàn)閯傞_始主要用于加法，乘法等運(yùn)算電路中，因而得名。一個(gè)理想的運(yùn)算放大器必須具備下列特性：無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無限大的開回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬?；镜倪\(yùn)算放大器如圖1-1。一個(gè)運(yùn)算放大器模組一般包括一個(gè)正輸入端(OP_P)、一個(gè)負(fù)輸入端(OP_N)和一個(gè)輸出端(OP_O)。

使用運(yùn)算放大器時(shí)有哪些注意事項(xiàng)?

通常使用運(yùn)算放大器時(shí)，會(huì)將其輸出端與其反相輸入端(inverTIng input node)連接，形成一負(fù)反饋(negaTIve feedback)組態(tài)。原因是運(yùn)算放大器的電壓增益非常大，范圍從數(shù)百至數(shù)萬倍不等，使用負(fù)反饋方可保證電路的穩(wěn)定運(yùn)作。但是這并不代表運(yùn)算放大器不能連接成正回饋(positive feedback)，相反地，在很多需要產(chǎn)生震蕩訊號(hào)的系統(tǒng)中，正回饋組態(tài)的運(yùn)算放大器是很常見的組成元件。

開環(huán)回路運(yùn)算放大器如圖1-2，當(dāng)一個(gè)理想運(yùn)算放大器采用開回路的方式工作時(shí)，其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下：

Vout = ( V+ -V-) * Aog

其中Aog代表運(yùn)算放大器的開環(huán)回路差動(dòng)增益(open-loop differential gai由于運(yùn)算放大器的開環(huán)回路增益非常高，因此就算輸入端的差動(dòng)訊號(hào)很小，仍然會(huì)讓輸出訊號(hào)「飽和」(saturation)，導(dǎo)致非線性的失真出現(xiàn)。因此運(yùn)算放大器很少以開環(huán)回路出現(xiàn)在電路系統(tǒng)中，少數(shù)的例外是用運(yùn)算放大器做比較器(comparator)，比較器的輸出通常為邏輯準(zhǔn)位元的「0」與。

閉環(huán)負(fù)反饋

將運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端連接起來，放大器電路就處在負(fù)反饋組態(tài)的狀況，此時(shí)通常可以將電路簡單地稱為閉環(huán)放大器。閉環(huán)放大器依據(jù)輸入訊號(hào)進(jìn)入放大器的端點(diǎn)，又可分為反相(inverting)放大器與非反相(non-inverting)放大器兩種。

反相閉環(huán)放大器如圖1-3。假設(shè)這個(gè)閉環(huán)放大器使用理想的運(yùn)算放大器，則因?yàn)槠溟_環(huán)增益為無限大，所以運(yùn)算放大器的兩輸入端為虛接地(virtual ground)，其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下：Vout = -(Rf / Rin) * VinMCP6004T-I/SL 特征提供 SC-70-5 和 SOT-23-5 封裝

1 MHz 增益帶寬積 (典型值)軌到軌輸入 / 輸出供電電壓：1.8V 至 5.5V供電電流：IQ = 100 A (典型值)90° 相位容限 (典型值)

溫度范圍：

- 工業(yè)級(jí)：-40°C 至 +85°C

- 擴(kuò)展級(jí)：-40°C 至 +125°C