运算放大器的几个容易忽略的问题 1:正向放大器和反向放大器除过放大倍数的计算不一样外,还有其他不同吗? 在不计较正反向的前提下,选哪种好对信号质量一点。 2:在放大倍数一定的情况下,电阻的值的大小有无严格规定,阻值的大与小有 关系吗? 比方说:放大倍数 k=r1/r2,r1=100k,r2=10k 和 r1=10k,r2=1k,虽然 k 相同, 但电阻不同,效果有什么不同呢? 3:我要用到 6 级运放,是用一个 4 运放(lm324)和 2 运放(lm358),还是用 3 个 2 运放(lm358)。 ANSWER:以上问题涉及精密运算等问题. 1,关于两者的区别:还有输入阻抗,运算 电流的流通途径与共模输入电压等不同.同向放大器输入阻抗高,不从前级信号 源吸取电流或吸取极少,这是优点;反向 比例器则需要运算电流 Iop=Vi/Ri,这 是缺点.但反向比例器的运算电流只在正负电源和和运放输出端之间流动,不会 进入参考地线(实际上,其阻抗并不 为零)容易形成信号干扰(直流约十微伏量级 或更大,交流甚至达几毫伏量级).而这正是同向放大器不能避免的情况.同向放 大器的共模输入电压 Vicom=Vi,而运算放大器的 CMRR--共模抑制比通常 为:60dB-110dB(@DC-10Hz,并随频率升高而降低),约引 入:0.1%-3ppm 的运算误 差.相比,反向比例器 Vicom=0V,没有此误差项.另外,同向放大器的公 式:K=1+Rf/Ri 也使运算电阻的选配比 较麻烦.因此,在多级比例放大的情况下, 在下比较偏爱反向比例器. 2,关于运算电阻大小的选择:由于通用运放的典型最 大精密输出电流不超过 10mA,较大运算电流会造成芯片发热,导致直流零点的漂 移,形成直流运算误差. 因此,在要求直流运算精度较高的情况下,控制最大总输 出电流,通常不超过 3mA.使用反向比例器时,这里需要包括:本级与后级的运算 电流;而同向放大器不 需要前级负载,减轻了前级的负担.减小运算电流,运算电 阻就高.由此引入两个问题:Rf 与 Cf(杂散分布等效并联电容约:3pF-10pF)的时 间常数 (如:100K*10pF=0.1uS,不过对 LM324 这种低速运放的应用,不会有明显 影响)会限制信号带宽;还会引入由于 Ib 引起的直流误 差:Ibmax*Rf(如:0.1uA*10K=1mV).不过,通过精心匹配补偿(参考 ADI 公司的运 放相关文献,网站上有)和选择 Ib 小的运放,仍能 获得较高的运算精度. 3,若要 求运算精度高,建议单运放封装.以减少多运放内部的热反馈,提高直流精度;若 精度许可或有成本或小空间要求,可酌情采用多运放. 运算放大器在电路中发挥重要的作用,其应用已经延伸到汽车电子、通信、 消费等各个领域,并将在支持未来技术方面扮演重要角色。