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小明砸乱弹琴

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静态 Op Amp的限制【1】  

2014-05-31 22:43:00|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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实际的运算放大器和理想的运算放大器随着频率的增长,特性会不断的恶化,这是因为各种各样的限制开始起作用。关键的限制之一就是开环增益只在从直流到几赫兹的范围内是高的,从此以后则会随着频率的增加而降低,使得闭环性能不断恶化。与此相关的缺点就是会限制运算放大器对输入突然的变化的响应。

如下图所示,简化的运算放大器的电路图,

静态 Op Amp的限制【1】 - 苏之淼 - 网易博客

基本的运算放大器有三级:输入级,中间级(第二级),输出级

输入级:可以检测到反相和同相输入电压vN和vP的任何不平衡,并能够把它转化为一个单端输出电流iO1

第二级:该级是由达林顿晶体管对,以及频率补偿电容Cc组成,达林顿对是用于提供附加的增益和更宽的信号摆幅,我们应该也要注意到电容是用于稳定运算放大器以防止在负反馈应用中所不希望的震荡产生。

输出级:基于射极跟随器的这一级是用来提供低的输出阻抗,虽然它的电压增益近似于1,但是它的电流增益相当的高,这表明该级对第二级起到功率放大器的作用。

实际的运算放大器在他们的输入管脚都会吸收少量电流,因为输入级两个半边之间特别是在Q1和Q2的βF之间存在着不可避免的失配,那么IP和IN也就是必然存在着失配,将两电流的均值称为输入偏置电流IB=(IP+IN)/2,并将他们的差称作输入失调电流IOS=IP-IN

静态 Op Amp的限制【1】 - 苏之淼 - 网易博客

静态 Op Amp的限制【1】 - 苏之淼 - 网易博客

如上图所示显示了输入偏置电流产生的输出误差。1:如果没有任何输入信号电流仍能产生某个输出EO,现在把这种不希望得到的输出当成一个误差,或者更贴切的将它称为输出直流噪声2:电路产生的EO可以考虑是由某个输入误差或者称为输入直流噪声经过放大(1+R2/R1)得到的,这样就可以把这个放大倍数称为直流噪声增益3:输入误差是由两部分组成的,由两个电流产生的电压降(R1||R2)IN4:既然这两个部分的极性相反,那么就称为了互为补偿的趋势。

总之,为了使由于输入偏置电流和输入失调电流的误差最小,可以采取下面几个措施(a)修改电流以使得由IP和IN看过去的电阻与全部被抑制源的电阻相等(b)在应用允许的情况下使电阻尽可能小(c)采用足够低的IOS标称值的运算放大器

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