如何選擇運(yùn)放？

運(yùn)算放大器是整個(gè)模擬電路設(shè)計(jì)的基石，選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆糯笃鲗?duì)于達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)至關(guān)重要。

1.運(yùn)放供電電壓大小和方式選擇;

2.運(yùn)放封裝選擇;

3.運(yùn)放反饋方式，即是VFA (電壓反饋運(yùn)放)還是CFA(電流反饋運(yùn)放);

4.運(yùn)放帶寬;

5.壓擺率大小，這決定全功率信號(hào)帶寬;

6.Offset電壓和Offset電流選擇;

7. Offset電壓隨溫度的漂移大小，即ΔVoffset/ΔT大小;

8.運(yùn)放輸入阻抗選擇;

9.運(yùn)放輸出驅(qū)動(dòng)能力大小選擇;

10.運(yùn)放靜態(tài)功耗，即ICC電流大小選擇;

11.運(yùn)放噪聲選擇;

12.運(yùn)放驅(qū)動(dòng)負(fù)載穩(wěn)定時(shí)間。

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在設(shè)計(jì)開關(guān)電源的模擬電路時(shí)，有的人根本不知道如何選擇運(yùn)放，手頭有什么就用什么，也許你曾經(jīng)這樣做了100次，都幸運(yùn)的成功了，但是第101次會(huì)怎么樣哪?另外一些人是恰恰相反，抱這五六本原廠資料翻來(lái)翻去，結(jié)果好不容易尋到了夢(mèng)中情人，又買不到。

不才向大家推薦一些俗俗的運(yùn)放，肯定能買到，能適應(yīng)大多場(chǎng)合。

1. 速度要求不高，或直流放大：

LF441(單),LF442(雙),LF444(四),TL084(四)

(以上運(yùn)放為JFET輸入，阻抗極高，不必考慮輸入端的阻抗平衡)

OP07(單，高精度，有調(diào)零端，速度可是特別慢,用于直流放大不錯(cuò))

2. 速度比較高，音頻范圍，倍數(shù)不超過100：

LF356(單),LF353(雙),LF347(四),TL074(四)

(以上運(yùn)放為JFET輸入，阻抗極高，不必考慮輸入端的阻抗平衡)

OP27(單，高精度，有調(diào)零端，速度比LF356快)

NE5534(用于音響放大，音質(zhì)很好，但輸入阻抗低)

3. 高速

OP37(單位頻響50MHz,但一定不能用做跟隨器!在閉環(huán)增益小于5時(shí)會(huì)自激)

4. 低壓或單電源

LM324(太慢)

建議使用Maxim公司產(chǎn)品

其他特殊場(chǎng)合，如視頻放大，超線性放大，低漂移等要求，還是要在Internet上查查的說

"你焊在電路板上的運(yùn)放不是教科書上的理想運(yùn)放!"設(shè)計(jì)電路時(shí),在考慮了你所考慮的全部問題以后,請(qǐng)

注意以下問題：

1. 輸出電壓擺幅

不要期望一般的運(yùn)放的輸出電壓能達(dá)到供電電壓,哪怕你的負(fù)載電阻為10M. 一般的通用運(yùn)放的輸出

電壓的峰峰值都與電源相差1~3V.

2. 共模輸入電壓范圍

不要讓你的運(yùn)放的輸入端的電位非常接近他的供電電壓,否則你會(huì)被搞的焦頭爛額.例如,你選用的是

LF347運(yùn)放(多數(shù)JFET運(yùn)放都類似),供電電壓為正負(fù)12V,正輸入端電位為-11V,負(fù)輸入端為-11.5V,你猜

輸出會(huì)是什么?或許你猜錯(cuò)了,是-10V.這就是你超出共模電壓范圍使用的結(jié)果.當(dāng)然,如果你換成LM324,

就沒有這種效果了.幸好,現(xiàn)在Maxim公司和NS公司都推出了Rail to Rail運(yùn)放,他們的共模電壓范圍和電

源電壓相同.

3. 輸出電壓擺率SR

如果你正在用運(yùn)放放大高頻大幅值信號(hào),一定不要忽略SR參數(shù),他表示輸出電壓每微秒最大的變化量.舉例

說明,uA741的單位帶寬為1MHz,SR=0.7V/us,如果你將他接成跟隨器形式(增益=1),此時(shí),如果你輸入幅值為

-5V~+5V,頻率為200KHz的方波,那么,輸出結(jié)果一定使你大失所望,他的輸出居然是一個(gè)幅值只有2V左右的

怪怪的三角波.

略做補(bǔ)充:

1. 對(duì)于低電勢(shì)放大線路,還要考慮失調(diào),溫漂和輸入噪音.

2. 對(duì)于高精度線路,應(yīng)注意共模抑制比,一般來(lái)說共模抑制比高的OP其線性較好.

3. 注意輸入電阻,雙極型OP一般在幾百K至幾十M.

運(yùn)放的自激有多種可能引起:

1. 補(bǔ)償不足.

例如OP37等運(yùn)放,在設(shè)計(jì)時(shí),為了提高高頻響應(yīng),其補(bǔ)償量較小,當(dāng)反饋較深時(shí)會(huì)出現(xiàn)自激現(xiàn)象.通過測(cè)量其開環(huán)響應(yīng)的BODE圖可知,隨著頻率的提高,運(yùn)放的開環(huán)增益會(huì)下降,如果當(dāng)增益下降到0db之前,其相位滯后超過180度,則閉環(huán)使用必然自激.

2. 電源回饋?zhàn)约?

從運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析,他是一個(gè)多級(jí)的放大電路,一般的運(yùn)放都由3級(jí)以上電路組成,前級(jí)完成高增益放大和電位的移動(dòng),第2級(jí)完成相位補(bǔ)償功能,末級(jí)實(shí)現(xiàn)功率放大.如果供給運(yùn)放的電源的內(nèi)阻較大,末級(jí)的耗電會(huì)造成電源的波動(dòng),此波動(dòng)將影響前級(jí)的電路的工作,并被前級(jí)放大,造成后級(jí)電路更大的波動(dòng),如此惡性循環(huán),從而產(chǎn)生自激.

3. 外界干擾.

確切的說,這并不算自激,但現(xiàn)象和自激相似.輸出產(chǎn)生和輸入無(wú)關(guān)的信號(hào).因?yàn)槲覀兲幱谝粋€(gè)電磁波籠罩的環(huán)境之中,有50Hz和100Hz的工頻干擾,數(shù)百Hz的中波廣播干擾,數(shù)MHz的短波干擾,幾十到幾百Hz的電視廣播和FM廣播干擾,1GHz左右的無(wú)線通訊干擾等.如果電路設(shè)計(jì)屏蔽不佳,干擾自然會(huì)引入電路,并被放大.如果電路出現(xiàn)自激現(xiàn)象,首先應(yīng)該判斷是哪種原因造成的.第一種自激出現(xiàn)在運(yùn)放閉環(huán)使用,而且增益較低的情況下,一般只有增益小于10的情況下才能出現(xiàn).其實(shí)這種自激最好解決,

正確的選擇運(yùn)放即可,對(duì)于一些高速運(yùn)放,其廠家手冊(cè)中都會(huì)注明最低的閉環(huán)增益. 與此相反,后兩種情況都是在高增益情況下發(fā)生,這一點(diǎn)非常重要,可以準(zhǔn)確的判斷自激的原因.相對(duì)而言,后兩種自激較難解決,本人不謙虛的說,只有具有一定的模擬電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),才有可能避免以上情況的發(fā)生.基本原則是盡量增加地線的面積,在運(yùn)放供電印腳附近,一定是附近增加高頻退毆電容,采用高頻屏蔽等方法消除自激,減小干擾。

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