原创 运放的指标

2010-4-6 09:35 3951 10 11 分类: 模拟

1、开环差模电压增益Avd


运放在没有外部反馈作用时的差模直流电压增益称为开环差模电压增益,它是决定运放电路运算精度的重要因素,


定义为运放开环是的输出电压与差模输入电压之比,即:AvdVod/Vid


也可用分贝表示为:20×lgAvd)=20×lgVod/Vid



对于一般运放,Avd在(80120dB之间,高精度的运放Avd可达(120140dB


2
、输入失调电压Vos


常温(27摄氏度)下,当运放输入端口短路时,放大器的输出失调电压折合到输入端的等效差模输入电压值称为输



入失调电压,它主要反映了输入级差分对管的失配程度,一般Vos约为(110mV,高质量运放Vos1mV以下。


3
、输入失调电压温漂dVos/dT


该参数是指Vos在规定工作范围内的温度系数,是衡量运放温度影响的重要指标。一般情况下dVos/dT约为



1030uV/摄氏度,高质量的可做到<0.5uV/C(摄氏度)


4
、输入失调电流Ios


常温下当运放输入端口开路时,为了得到零输出,必须加到运放两个输入端的直流补偿电流,称为输入失调电流Ios



它表征了差放输入级两管B不对称所造成的影响,记为 Ios|IB1-IB2|Vo=0时的两管基极电流)


通常,Ios为(0.55nA,高质量的可低于1nA


5
、输入失调电流的温漂dIos/dT


它是指Ios在规定工作范围内的温度系数,也是衡量运放受温度影响的重要指标,通常约为(150nA/C,高质量



的约为几个pA/C


6
、输入偏置电流IB


他是衡量差分对管输入电流绝对值大小的标志,当常温下(<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />27C),输入信号为零且零输出时,用两个输入端的基极



偏置电流平均值来表示。IB太大,不仅在不同信号内阻的情况下,对静态工作点有较大影响,而且会影响温漂和运算


精度,IB一般在10nA1uA范围内;IB小,表明输入失调电流小,放大器的输入电阻高。


7
、共模抑制比KCMR


它是衡量输入级各参数对称程度的表志。运算放大器在同相端输入信号时,共模抑制比对运算精度有较大影响,通常



KCMR
约为(70100)分贝,高质量的可达160分贝。


8
、差模输入电子Rid


它是衡量差分对管向差模输入信号所取电流大小的标志,::为运放开环条件下,从两个差动输入端看进去的动态电阻。



9
、共模输入电阻Ric


它定义为运放两个输入端并联时对地的电阻。对于晶体管作输入级的集成运放来说,Ric通常比Rid高两个数量级左右。



采用场效应管,输入级运算放大器RicRid数值相当。


10
、最大差模输入电压Vidmax


它是指反相端和同相端之间所能承受的最大电压值,超过这个电压,输入级差分对管中的一个管子将会出现反向击穿



电压的现象。平面工艺制成的NPN管,其值在5V左右,横向PNP管的Vidmax可达+——30V以上。


11
、最大共模输入电压Vicmax


集成运放在工作时,常遇到既有差模输入又有共模输入的情况,如果共模电压超过一定限度,将会使输入级工作不正常,



因此要加以限制。


还有:::单位增益带宽、转换速率、电源电压抑制比、最大输出幅度Vomax、静态功耗PW、输出电阻Ro、额定输出电流Io

延长时间tS等等<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />


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 bias current 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 offset voltage 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:output resistance 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:output voltage 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 supply rejection 输入失调电流的变化值/电源的变化值


16建立时间 settling time 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


运放关于带宽和增益的主要指标以及定义


开环带宽:开环带宽定义为,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开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。这用于很小信号处理。


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。


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率SR<=10V/μs,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。


全功率带宽BW:全功率带宽定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端,使运放输出幅度达到最大(允许一定失真)的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地,全功率带宽=转换速率/2πVopVop是运放的峰值输出幅度)。全功率带宽是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。


建立时间:建立时间定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个阶跃大信号输入到运放的输入端,使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。由于是阶跃大信号输入,输出信号达到给定值后会出现一定抖动,这个抖动时间称为稳定时间。稳定时间+上升时间=建立时间。对于不同的输出精度,稳定时间有较大差别,精度越高,稳定时间越长。建立时间是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。


等效输入噪声电压:等效输入噪声电压定义为,屏蔽良好、无信号输入的的运放,在其输出端产生的任何交流无规则的干扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时,就称为运放输入噪声电压(有时也用噪声电流表示)。对于宽带噪声,普通运放的输入噪声电压有效值约10~20μV


差模输入阻抗(也称为输入阻抗):差模输入阻抗定义为,运放工作在线性区时,两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容,在低频时仅指输入电阻。一般产品也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧;场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。


共模输入阻抗:共模输入阻抗定义为,运放工作在输入信号时(即运放两输入端输入同一个信号),共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下,它表现为共模电阻。通常,运放的共模输入阻抗比差模输入阻抗高很多,典型值在108欧以上。


输出阻抗:输出阻抗定义为,运放工作在线性区时,在运放的输出端加信号电压,这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。这个参数在开环测试。

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tengjingshu_112148725 2010-4-9 00:42

博主总结地很好啊
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