集成運算放大器構成交流放大電路的分析和設計
(2)確定采用雙電源供電還是單電源供電。在使用條件許可的情況下,運放交流放大電路盡量采用雙電源供電方式,以增大線(xiàn)性動(dòng)態(tài)范圍。當集成運放雙電源使用時(shí),正、負電源電壓一般要對稱(chēng)。且電源電壓不要超過(guò)使用極限,電源濾波要好。為了消除電源內阻引起的低頻自激,常常在正、負電源接線(xiàn)與地之間分別加0.01~0.1 μF的電容退耦。使用單電源供電時(shí),運放同相輸入端電位要小于該運放的最大共模輸入電壓。
(3)確定輸入信號是同相輸入還是反相輸入。若要求放大電路的輸入電阻比較大,應采用同相輸入式交流放大電路。因為反相輸入式交流放大電路輸入電阻的提高會(huì )影響電壓增益。由圖2或圖4相關(guān)計算式可知,增大反相輸入式交流放大電路輸入電阻時(shí),該電路電壓增益將減小,且電壓增益也會(huì )受信號源內阻的影響。所以在設計反相輸入式交流放大電路時(shí),有時(shí)輸入電阻和電壓增益的選擇難以兼顧。而采用圖1或圖3同相輸入式交流放大電路時(shí),圖1中的R1偏置電阻值適當增大,或者圖3中的R1和R2分壓電阻值適當增大,就能夠提高放大電路的輸入電阻,而對電壓增益無(wú)影響。另外,為了有效地提高圖3放大電路的輸入電阻,可以對電路做一些改進(jìn),改進(jìn)電路如圖5所示。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/188548.htm
該放大電路輸入電阻Ri≈R3,當R3值 圖5見(jiàn)原稿選擇大時(shí),放大電路輸入電阻Ri值就大。所以明顯地提高了放大電路的輸入電阻。
(4)確定交流放大電路電壓增益。單級運放交流放大電路的電壓增益Au通常不要超過(guò)100倍(40dB)。過(guò)高的電壓增益不但會(huì )使放大電路的通帶下降,也容易感應高頻噪聲或產(chǎn)生自激振蕩。如果要得到一個(gè)放大倍數比較大的放大器,可用兩級等增益的運放電路或者多級等增益的運放電路來(lái)實(shí)現。
(5)確定交流放大電路中的電阻值。一般應用中阻值在1~100kΩ之間比較合適。高速的應用中阻值在100Ω~1k Ω之間,但會(huì )增大電源的消耗。便攜設計中阻值在1~10M Ω之間,但會(huì )增大系統噪聲。先設定圖中運放反向輸入端R電阻值,根據相關(guān)電路的電壓增益計算式,再估算出反饋電阻RF的值。最好采用金屬膜電阻,以減小內噪聲。
(6)確定放大電路中的電容值。信號耦合電容的大小決定放大電路的低頻特性。根據交流放大電路信號頻率的高低選擇耦合電容值。若放大的是低頻交流信號,如音頻信號,耦合電容值可選擇1~22 μF之間;若放大的是高頻交流信號,耦合電容值可選擇1000pF~0.1 μ F之間。同相輸入式交流放大電路引入直流全反饋的隔直流電容值由C=1/20πfR式估算。式中f是輸入信號的最低頻率。音頻信號的最低頻率為20Hz,當R≥1k Ω時(shí),經(jīng)過(guò)上式估算,選擇C=100 μF時(shí),已經(jīng)能夠滿(mǎn)足要求。濾波電容值選擇100~1000 μ F之間。
3 結束語(yǔ)
在引入深度交流負反饋的情況下,運放交流放大電路的電壓增益、輸入電阻等的大小僅與集成運放外接的電阻有關(guān)。因此,相對于三極管交流放大電路而言,運放交流放大電路的設計更方便,電路參數的一致性也較好。
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