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运算放大器基本参数释义

2022-02-17
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一、运算放大器的专业术语

1 bandwidth  带宽:  电压增益变成低频时 1/ 2 )的频率值

2  共模抑制比: common mode rejection ratio

3  谐波失真: harmonic distortion  谐波电压的均方根值的和/基波电压均方根值

4  输入偏置电流: input biascurrent  两输入端电流的平均值

5  输入电压范围: input voltage range 共模电压输入范围运放正常工作时输入端上的电压;

6  输入阻抗:input impendence Rs Rl 指定时输入电压与输入电流的比值

7  输入失调电流input offset current  运放输出 0 时,流入两输入端电流的差值;

8  输入失调电压 input offsetvoltage  为了让输出为 0,通过两个等值电阻加到两输入端的电 压值

9  输入电阻: input resistance:任意输入端接地,输入电压的变化值/输入电流的变化值

10  大信号电压增益: large-signal voltage gain  输出电压摆幅/输入电压

11  输出阻抗: output impendence Rs Rl 指定时输出电压与输出电流的比值

12  输出电阻: outputresistance  输出电压为 0,从输出端看进去的小信号电阻

13  输出电压摆幅: outputvoltage swing  运放输出端能正常输入的电压峰值;

14  失调电压温漂 offset voltage temperature drift

15  供电电源抑制比: power supplyrejection  输入失调电流的变化值/电源的变化值

16  建立时间 settlingtime  从开始输入到输出达到稳定的时间;

17  摆率: slew rate 输入端加上一个大幅值的阶跃信号的时候输出端电压的变化率

18  电源电流 supply current

19  瞬态响应 transient response  小信号阶跃响应

20  单位增益带宽 unity gain bandwirth  开环增益为 1 时的频率值

21  电压增益 voltage gain   rs rl 固定时输出电压/输入电压

 

运放各参数具体含义

1、输入失调电压(Input Offset Voltage VOS若将运放的两个输入端接地,理想运放输出为零,但实际运放输出不为零。此时,用输 出电压除以增益得到的等效输入电压称为输入失调电压。其值为数 mV,该值越小越好,较 大时增益受到限制。

  输入失调电压 VIO:输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加 的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电 压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。 输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺) 的输入失调 电压在±1~10mV 之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。对于精密运 放,输入失调电压一般在 1mV 以下。输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小, 越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。

        2、输入失调电压的温漂(Input Offset Voltage Drift),又叫温度系数 TC VOS  一般为数 uV/.C 输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂) αVIO:输入失调电压的温度漂移定义 为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调 电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般


  运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。

 

3、输入偏置电流(Input Bias Current IBIAS

运放两输入端流进或流出直流电流的平均值。 对于双极型运放,该值离散性较大,但却 几乎不受温度影响; 而对于 MOS 型运放,该值是栅极漏电流,值很小,但受温度影响较大。 输入偏置电流 IIB:输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置 电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较 大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺) 的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于 1nA

4、输入失调电流(Input Offset Current IOS

是运放两输入端输入偏置电流之差的绝对值。

输入失调电流 IIO:输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端偏置电 流的差值。输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电流越 小。输入失调电流是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。输 入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。输入失调电流对于小信号精密放大 或是直流放大有重要影响,特别是运放外部采用较大的电阻(例如 10k?或更大时),输入失 调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小,直流放大时 中间零点偏移越小,越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。

5、输入电阻 Rin

运放两输入端间的差动输入电阻。

该值由微小交流信号定义,实际影响很小,可忽略不计。而运放输入端的共模输入电阻是 Rin  10 1000 倍,也可忽略不计。

 

6、电压增益 AV

也称差动电压增益。理想运放的 AV 为无限大,实际运放一般也约数百 dB

差模开环直流电压增益: 差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时,运放输出电 压与差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大,大多数运放的差模开环直 流电压增益一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录 和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在 80~120dB 之间。实际运放的差模开环电压增 益是频率的函数,为了便于比较, 一般采用差模开环直流电压增益。

 

7、最大输出电压 VOM

饱和前的输出电压称为最大输出电压,理想运放可达到满幅度(rail to rail)输出。

 

8、共模输入电压范围 CMVR Input Common-Mode Voltage Range VICM

表示运放两输入端与地间能加的共模电压的范围。 VICM 等于正、负电源电压时为理想 特性, 满幅度输出运放接近这种特性。



9、共模信号抑制比(Common Mode Rejection Ratio CMRR

在运放两输入端与地间加相同信号时,输入、输出间的增益称为共模电压增益 AVC,则 CMRR 定义为:

CMRR = AV/AVC

共模抑制比:共模抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放差模增益与共模增益的比值。 共模抑制比是一个极为重要的指标,它能够抑制差模输入==模干扰信号。由于共模抑制比 很大,大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一 般采用分贝方式记录和比较。一般运放的共模抑制比在 80~120dB 之间。

10、电源电压抑制比(Supply Voltage Rejection Ratio SVRR

正、负电源电压变化时, 该变化量出现在运放的输出中,并将其换算为运放输入的值。 若电源变化ΔVs 时等效输入换算电压为ΔVin,则  SVRR 定义为:

SVRR = ΔVs/ΔVin

 电源电压抑制比: 电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放输入失调电压随电源 电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。目前电源电压抑制比 只能做到 80dB 左右。所以用作直流信号处理或是小信号处理模拟放大时,运放的电源需要 作认真细致的处理。当然,共模抑制比高的运放,能够补偿一部分电源电压抑制比,另外在 使用双电源供电时,正负电源的电源电压抑制比可能不相同。

11、消耗电流 ICC

  该电流是指运放电源端流通的电流,它随外加电路及电源电压而有所变化。

 

12、转换速率(Slew Rate SR

表示运放能跟踪输入信号变化快慢的程度, 单位是 V/us

转换速率(也称为压摆率) SR:运放转换速率定义为,运放接成闭环条件下,将一个大信 号(含阶跃信号) 输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在 转换期间,运放的输入级处于开关状态,所以运放的反馈回路不起作用,也就是转换速率与 闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标, 对于一般运放转换速  SR ,高速运放的转换速率 SR>10V/μs。目前的高速运放最高转换速率 SR 达到 6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。

13、增益带宽乘积(Gain Bandwidth Product GB

  表示运放电压增益-频率特性的参数,单位是 MHz

  单位增益带宽 GB:单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为 1 倍条件下,将一个恒幅正弦 小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降 3db(或是相当于运放 输入信号的 0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信 号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是 当知道要处理的信号频率和信号需要的增以后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的 运放。这用于小信号处理中运放选型。