運算放大器設計中需要注重的細節(jié)問題

　　作為電子工程師,運算放大器算是很常見的一種IC了。如果今天還說加法電路，減法電路、乘法電路、指數(shù)電路什么的，未免對不起大家。那么，今天就說說一些設計的細節(jié)內(nèi)容。

　　第一、偏置電流如何補償

　　對于我們常用的反相運算放大器，其典型電路如下：

　　在這種情況下，R3為 平衡電阻，其大小計算公式一般為R3=R1//R2這些運算放大器知識你注意到了嗎，這樣，在可以很好的保證運放的電流補償，使正負端偏置電流相等。若這些運算放大器知識你注意到了嗎 時，甚至取值更大時，會產(chǎn)生更大的噪聲和飄逸。但是，應大于輸入信號源的內(nèi)阻。

　　善于思考的工程師都會想到，當為同相放大器的時候，其原理又是什么呢?現(xiàn)在我們先回顧下同相運放的設計電路：

　　在同相比例運放中偏置電阻大小為 這些運算放大器知識你注意到了嗎，當計算出的Rp為負值時，需要將該電阻移動到正相端，與R1串聯(lián)在輸入端。

　　這里額外多插入一句，同相比例運放具有高輸入阻抗，低輸出阻抗的特性，廣泛應用在前置運放電路中。

　　第二、 調(diào)零電路種種

　　今天運放已經(jīng)發(fā)展的很迅速，附注功能各式各樣，例如有些運放已經(jīng)具有了調(diào)零的外接端口，此時依據(jù)數(shù)據(jù)手冊進合適的電阻選擇就可以完成運放調(diào)零。例如LF356運放，其典型電路如下：

　　另外一些低成本的運放或許不帶這些自動調(diào)節(jié)功能，那么作為設計師的我們也不為難，通過簡單的加法電路、減法電路等可以完成固定的調(diào)零(雖然有時這種做法有隔靴撓癢的作用)。

　　當要進行通常在補償電路中增加一個三極管電路，利用PN結(jié)的溫度特性，完成運放的溫度補償。例如在LF355典型電路中將三極管電路嵌入在V+和25K反饋電阻之間。

　　第三、 相位補償如何選擇

　　當我們閱讀一個集成運放數(shù)據(jù)手冊的時候，會發(fā)現(xiàn)集成運放的內(nèi)部其實是一個多級的放大器，因此，不可避免的對系統(tǒng)引入了極點使得電路需要進行相位補償。通常采用超前補償、滯后補償和滯后-超前補償。

　　所謂的超前補償就是相移減小的補償，通俗的講就是使電路出現(xiàn)零點，在該頻率處的輸出信號比輸入信號的相位超前45°。通過計算將出現(xiàn)極點的頻率點人工設計出一個零點，從而使系統(tǒng)變得穩(wěn)定。

　　滯后補償通?？梢岳斫鉃槭瓜嘁圃龃蟮难a償?？梢允怪鳂O點頻率降低，使放大器頻帶變窄，這樣，就可以使運放電路在有限的帶寬內(nèi)只有一個極點，使運放電路變得容易調(diào)整。

　　第三種就是超前-滯后補償，即采用合適的方法來處理運放單元。總之，萬變不離其蹤。

　　第四、 容性負載改怎么處理

　　在平時的電子電路設計中，會由于不小心或者不注意負載的特性，而使電路變得震蕩，這時，我們就應該注意負載的特性了。

　　通常情況下，當負載為容性，通過估計其電容值小于2000pF時，通過在負載和運放的輸出端串聯(lián)一個小的電阻來消除震蕩。電阻R2的大小為10-300Ω之間。

　　當負載較大時，我們采用如下的方案進行消除：

　　補償電容C2與反饋電阻R3構(gòu)成超前補償網(wǎng)絡，形成新的零點，抵消容性負載Cl和運放輸出電阻Ro構(gòu)成的新極點，從而達到消除震蕩的目的。此時的補償電容C2大小為C2=Cl(Ro+Rk)/R3 ,Rk取經(jīng)驗值10-300Ω。

　　以上為運放電路設計中容易出現(xiàn)的問題和合適的解決方案，希望對大家有所啟發(fā)。更希望大家留言，共同提高!