集成运放电路分析方法
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增值电信业务经营许可证B2-这些运算放大器知识与秘籍，你不可不知这些运算放大器知识与秘籍，你不可不知电子发烧友网百家号作为电子工程师,运算放大器算是很常见的一种IC了。如果今天还说加法电路，减法电路、乘法电路、指数电路什么的，未免对不起大家。那么，今天就说说一些设计的细节内容。第一、偏置电流如何补偿对于我们常用的反相运算放大器，其典型电路如下：在这种情况下，R3为平衡电阻，其大小计算公式一般为这些运算放大器知识你注意到了吗，这样，在可以很好的保证运放的电流补偿，使正负端偏置电流相等。若这些运算放大器知识你注意到了吗时，甚至取值更大时，会产生更大的噪声和飘逸。但是，应大于输入信号源的内阻。善于思考的工程师都会想到，当为同相放大器的时候，其原理又是什么呢?现在我们先回顾下同相运放的设计电路：在同相比例运放中偏置电阻大小为这些运算放大器知识你注意到了吗，当计算出的Rp为负值时，需要将该电阻移动到正相端，与R1串联在输入端。这里额外多插入一句，同相比例运放具有高输入阻抗，低输出阻抗的特性，广泛应用在前置运放电路中。第二、调零电路种种今天运放已经发展的很迅速，附注功能各式各样，例如有些运放已经具有了调零的外接端口，此时依据数据手册进合适的电阻选择就可以完成运放调零。例如LF356运放，其典型电路如下：另外一些低成本的运放或许不带这些自动调节功能，那么作为设计师的我们也不为难，通过简单的加法电路、减法电路等可以完成固定的调零(虽然有时这种做法有隔靴挠痒的作用)。当要进行通常在补偿电路中增加一个三极管电路，利用PN结的温度特性，完成运放的温度补偿。例如在LF355典型电路中将三极管电路嵌入在V+和25K反馈电阻之间。第三、相位补偿如何选择当我们阅读一个集成运放数据手册的时候，会发现集成运放的内部其实是一个多级的放大器，因此，不可避免的对系统引入了极点使得电路需要进行相位补偿。通常采用超前补偿、滞后补偿和滞后-超前补偿。所谓的超前补偿就是相移减小的补偿，通俗的讲就是使电路出现零点，在该频率处的输出信号比输入信号的相位超前45°。通过计算将出现极点的频率点人工设计出一个零点，从而使系统变得稳定。滞后补偿通常可以理解为使相移增大的补偿。可以使主极点频率降低，使放大器频带变窄，这样，就可以使运放电路在有限的带宽内只有一个极点，使运放电路变得容易调整。第三种就是超前-滞后补偿，即采用合适的方法来处理运放单元。总之，万变不离其踪。第四、容性负载改怎么处理在平时的电子电路设计中，会由于不小心或者不注意负载的特性，而使电路变得震荡，这时，我们就应该注意负载的特性了。通常情况下，当负载为容性，通过估计其电容值小于2000pF时，通过在负载和运放的输出端串联一个小的电阻来消除震荡。电阻R2的大小为10-300Ω之间。当负载较大时，我们采用如下的方案进行消除：补偿电容C2与反馈电阻R3构成超前补偿网络，形成新的零点，抵消容性负载Cl和运放输出电阻Ro构成的新极点，从而达到消除震荡的目的。此时的补偿电容C2大小为C2=Cl(Ro+Rk)/R3,Rk取经验值10-300Ω。以上为运放电路设计中容易出现的问题和合适的解决方案，希望对大家有所启发。更希望大家留言，共同提高!设计高稳定性运算放大器电路秘籍在模拟电子的设计过程中，经常会使用到运算放大器，其中的负反馈更是家常便饭：负反馈可以抑制增益不稳定，减小元器件引入的非线性误差，减小温漂、阻抗变换和扩展频带等作用。然而，尽管负反馈的使用会使设计的电路在一定程度更加稳定，但是，如果没有注意设计的关键，也会出现使电路变的不稳定的情况。下面介绍设计高稳定行运算放大器电路的关键技术：一、接地技术在进行运算放大线路设计过程中，会有两个地线：信号地和电源地。在这两个地线的处理过程中，有很多的方法，但仍需要注意：信号地连接主要的电路部分，如：信号放大电路，反馈网络等;电源地是常见的，在电路设计中，该线主要为各个元器件地线的回路，这样可以减小干扰，保证运算放大器的稳定!二、电源滤波为防止电源电流的变化引起运放输入端的简介反馈通路，这时需要对电源进行滤波，为打破该反馈通路，推荐使用0.01uf-0.1uf的电容对电源进行旁路，最好采用低ESR和低ESL的贴片式的陶瓷电容。在电路布局中必须是引线长度尽量短，此时的反馈网络元件的位置也要靠近反向输入管脚，以便使杂散电容最小，确保运算放大器电路的高稳定性。三、电路的极零点分析在运算放大电路设计中，我们常用的设计方案有放大、滤波、比较器和施密特触发器等等。但是，我们在设计过程中，需要把持运算放大器稳定的精髓：传递函数。通过列出运算放大器的传递函数，可以从中得到运算放大器的极点和零点，这对保持运算放大器的稳定有着重要的作用：极点减小了幅值(有利于稳定)，也减少了相位裕度(不利于稳定);零点则增大了幅值(不利于稳定)，但增大了相位裕度(利于稳定);在复平面的右半平面的零点，既增大了幅值，又减少了相位裕度。在实际的电路设计中，只要能找到运算放大器的主副极点，工作算是完成了一大半，剩余的部分就是针对不同的模型采用不同的补偿方法来消除相应的零点和极点，使系统更加稳定：常用的稳定运算放大电路方法：1、在输入端正负输入端增加串联电阻，降低环路增益，达到系统的稳定;2、在运放的输入端有时会有高直流噪声增益，这时需要正负输入端串联RC网络来稳定系统;3、在反馈回路中增加一个电容，引起相位超前补偿达到稳定的效果运算放大器的设计是一个小系统设计，只有将该部分达到稳定，才能使整体系统设计达到稳定。华强聚丰拥有电子发烧友（百万电子工程师社区平台：www.elecfans.com）、华强PCB（多层线路板制造专家：www.hqpcb.com）、华强芯城（电子元器件及SMT在线商城：www.hqchip.com）三大主营业务，以互联网信息技术改善传统制造业，打通电子产业链上下游，形成服务于整个电子产业链的一站式服务平台，为客户降低成本，提升品质，加速进程。本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。电子发烧友网百家号最近更新：简介:收听电子行业动态，抢先知晓半导体行业作者最新文章相关文章您所在位置： &
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* 6.2 集成运放性能参数及对应用电路的影响 6.4 集成电压比较器 6.3 高精度和高速宽带集成运放 6.1 集成运放应用电路的组成原理
第六章 集成运算放大器及其应用电路
6.1 集成运放应用电路的组成原理
根据集成运放自身所处的工作状态，运放应用电路分：线性应用电路和非线性应用电路两大类。
线性应用电路
- + A Z1 Zf vo vs1 vs2 i Z1或Zf采用非线性器件（如三极管），则可构成对数、反对数、乘法、除法等运算电路。 Z1或Zf采用线性器件(R、C)，则可构成加、减、积分、微分等运算电路。 组成：集成运放外加深度负反馈。
因负反馈作用，使运放小信号工作，故运放处于线性状态。
非线性应用电路
- + A vo vI VREF 组成特点：运放开环工作。
由于开环工作时运放增益很大，因此较小的输入电压，即可使运放输出进入非线区工作。例如电压比较器。 6.1.1 集成运放理想化条件下两条重要法则
失调和漂移?0
推论 因 则 因 则 说明： 相当于运放两输入端“虚短路”。
虚短路不能理解为两输入端短接，只是(v–-v+)的值小到了可以忽略不计的程度。实际上，运放正是利用这个极其微小的差值进行电压放大的。
同样，虚断路不能理解为输入端开路，只是输入电流小到了可以忽略不计的程度。 相当于运放两输入端“虚断路”。
实际运放低频工作时特性接近理想化，因此可利用“虚短、虚断”运算法则分析运放应用电路。此时，电路输出只与外部反馈网络参数有关，而不涉及运放内部电路。
集成运放基本应用电路
反相放大器
- + A R1 Rf +- vs vo if i1 类型：电压并联负反馈
因 则 反相输入端“虚地”。 因 则 由图 输出电压表达式： 输入电阻 输出电阻 因 因深度电压负反馈 ，
同相放大器
- + A R1 Rf +- vs vo if i1 类型：电压串联负反馈
因 则 注：同相放大器不存在“虚地”。 因 由图 输出电压表达式： 输入电阻 输出电阻 因深度电压负反馈 ， 因 则
同相跟随器
- + A +- vs vo 由图得 因 由于 所以，同相跟随器性能优于射随器。
归纳与推广
当R1 、Rf为线性电抗元件时，在复频域内： 反相放大器 同相放大器 拉氏反变换
得 注：拉氏反变换时
加、减运算电路
反相加法器
6.1.2 运算电路 - + A R2 Rf +- vs2 vo if i2 R1 i1 +- vs1 因 则 因 则 即 整理得 说明：线性电路除可以采用“虚短、虚断”概念外，还可采
用叠加原理进行分析。
令vs2=0 则 令vs1=0 则 例如
同相加法器
- + A R2 Rf +- vs1 vo R1 +- vs2 R3 利用叠加原理： 则
Rf - + A R3 vs1 vo R2 vs2 R1 令vs2=0， 则 令vs1=0，
积分和微分电路
有源积分器
- + A R C +- vs vo 方法一：利用运算法则 则 方法二：利用拉氏变换 拉氏反变换得
有源微分器
利用拉氏变换： 拉氏反变换得 - + A R C +- vs vo
t vs 0 输入方波 积分输出三角波 vo t 0 微分输出尖脉冲 t vo 0
对数、反对数变换器
对数变换器
- + A R +- vs vo 利用运算法得： 由于 整理得 缺点： vo受温度影响大、动态范围小。 vs必须大于0。
改进型对数变换器
-+ A1 +- vs vo +- A2 VCC +- RL R3 R4 to vB2 R2 R5 T1 T2 R1 iC2 iC1 由图 由于 （很小） 则 （T1、T2特性相同） 利用R4补偿VT ，改善温度特性。 vS大范围变化时， vO 变化很小。
反对数变换器
利用运算法则得 由于 整理得 缺点： vo受温度影响大。 vs必须小于0。 - + A R +- vs vo T
乘、除法器
vo1 -+ A1 vX RX iX R1 iX T1 vo2 -+ A2 vY RY iY R2 iY T2 -+ A4 T4 iO vO R4 iO -+ A3 R3 vo3 T3 vZ RZ iZ iZ 因T1、T2、T3、T4 构成跨导线性环， 则 分析方法一： 由图 整理得 （实现乘、除运算） vo1 -+ A1 vX RX iX R1 iX T1 vo2 -+ A2 vY RY iY R2 iY T2 -+ A4 T4 iO vO R4 iO -+ A3 R3 vo3 T3 vZ RZ iZ iZ 分析方法二： A1、A2、A3对数放大器
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【请教】 运放加一个三极管 这种电路怎么分析？
这个图看不懂。
(原文件名:3.gif)
op1和Q1 这边实在是看不懂。不知道具体怎么工作的，只能看出来一个大概, A点应该是0电位，电流从R1流过R2，然后B点应该是负的电位。但是后面这边怎么算呢？OP1的输出端的电压是多少？Re应该是Q1的反馈电阻，是否也充当OP1的反馈电阻呢？
实际按照这个搭了一个电路， 电源是24V，OP选择的是358，三极管选择的是8050，确实可以通过调整V0的大小来调整电流，当V0等于3V的时候，Re上面的电流是60ma，非常烫手。算了一下是0.75W。当改变Re的电阻为300欧姆的时候，就只有50+ma的电流了。
想请教高手，这个电路OP1和Q1这边具体如何工作？OP1的输出电压如何来算？Re这个电阻如何来算？
回复【楼主位】ptz&&
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我看这个电路没有负反馈啊
回复【1楼】kazenoai&&
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看不出来明显的负反馈，所以不会求 －－！
不是高手，也来试试。
应该是个4-20mA电路吧，Q1扩流，因为一般运放输出范围有限+/-mA
OP1有个反馈通道，所以V+=V-
以电池组的负极为0电位，
则有V+=（Vo+GND）/2，V-=0.1Is=GND
（Vo+0.1Is）/2=0.1Is
得到Is=10Vo（mA）
回复【3楼】deepu&&
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按照你的意思，那么Rs就是V-端的输入电阻，而Re就是V-的反馈电阻，这样一看的话，好像确实是这样，明天我把电路调整一下看看
这个电路实质上是有反馈的，就是Rs，利用Vo/R1=Vs/R2,再加上阻值，即可算出电流和输出电压的关系。
经典的两线制4-20mA变送器电路
Is=0.01001*Vo
A点与GND是同电位，
所以电压与电流的关系式大概这么样： Is = VO / Rs;
VO输出为400mV--2000mV ,就成了4mA---20mA.
我今天又试了一下，还是不行，一旦接上了三极管8050了以后，当V0相对于GND是1.48V的时候，运放输出端电压居然达到了15.1V，把8050拿下来以后，把发射级和基极短路了以后，只用运放本身来输出的话，V0为1.57V的时候，运放的输出端电压就是2.68V。是不是这个三极管有什么特殊的要求啊？
回复【8楼】capron&&
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楼主可以分两步考虑，先不考虑那个GND，然后再合起来考虑。
这是俺以前做的仿真。
(原文件名: 15 57 15.png)
回复【10楼】huayuliang&&花生
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其实关键是这个三极管现在难住我了。我不加三极管，直接用LM358接上Re那个电阻，是符合Is＝V0/Rs 的，但是直接用运放的话，运放会发热，如果长期这样的话，我怕运放会支持不住。如果我加了三极管，那电流就完全不对了啊。我加了三极管ss8050了以后,电流直接变成了70ma，而且不受V0的控制。这个三极管的选择是否有什么特殊的地方？
(Ô­ÎļþÃû:²¶»ñ.JPG)
我是使用PWM来实现对V0的控制。
OP1电压跟随器（阻抗变换），OP2电压比较器，Q1扩流。R2的作用不太清楚。
回复【楼主位】ptz
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以B点，也就是电池负极为参考0电位；
如果运放工作OK，那么V+=V-=0.5*Vo；
从R2往电池负极流的电流I1=V+/100K；Rs上面流过的电流I2=V+/Rs；
由于R2&&Rs，忽略I1，那么I2=0.5*V0/Rs=Is；
因此Is=V0/(2*Rs).
Q1的作用就是，保证Rs上流过足够的电流，维持V-=GND相对电池负极达到V0/2的电位。
Re是负反馈电阻，维持Rs上流过电流恒定(在Vo恒定的条件下)。具体取多大，看你的运放和三极管，保证三极管工作在线性区。
回复【8楼】capron
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正解，呵呵，Is = IR2 + IRs,R2&&Rs,略去IR2
今天Re的电阻取值1K，能够满足Is＝0.01*V0，但是三极管通过10ma以上的电流，就开始发热了。当我把1K电阻换成120欧姆的时候，发生了问题，当PWM输出为0的时候，流过三极管的电流有90ma左右，而且不受V0控制，通过Rs上面的电流转化的热能已经把锡都开始融化了－－！
然后我把电源断开，放置了一段时间以后，在接上电源，结果又能正常工作，满足Is=0.01*V0了
所以现在有两个问题：
1：为什么在在PWM输出相同的情况下，也就是V0电压相同的情况下，Re电阻不变，这个电路有时候能正常工作，有时候是直接就是三极管饱和电流了？
2：我用的是贴片的三极管SS8050，三极管发热，是否换成直插的会好一些，或者有什么推荐的用于扩流的三极管型号呢？
回复【13楼】yuanfang
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终于明白这位老兄哪儿错了
以B点，也就是电池负极为参考0电位
这时你的V0应该是V0/2!
所以你的结论Is=V0/(2*Rs)应该改成 Is = VO / Rs
仿真下试试。
很久没有上论坛了！
这个类似的电路有做过。
Is=10Vo（mA）
16楼分析正解！
搞变送器的应该熟悉这个V/I转换电路，用好虚短、虚断就可以分析出来了。
MARK 经典的两线制4-20mA变送器电路
K 经典的两线制4-20mA变送器电路
收藏一下不错的文章，以后肯定有用
不错的文章
大马克啊。
学习中！！
学习中！！
引用图片【楼主位】ptz
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(原文件名:3.gif)
起初還以為是比較器的作用電呢，受益匪淺啊
收藏下，好文章
mark!!!!!!!!!!!!!!
老兄这个问题怎么解决的呀？
老兄你的问题是如何解决的呀，麻烦求教一下
今天Re的电阻取值1K，能够满足Is＝0.01*V0，但是三极管通过10ma以上的电流，就开始发热了。当我把1K电阻换 ...
&为什么在在PWM输出相同的情况下，也就是V0电压相同的情况下，Re电阻不变，这个电路有时候能正常工作，有时候是直接就是三极管饱和电流了&老兄情况跟你一样，有时候正常，正常的时候，三极管工作在放大区；不正常的情况，三极管工作在饱和区，您当时这个情况如何解决的，电路完全跟您一楼的一样，LM324没问题，LP324有问题的
刚试验了一下，不能用低噪运放
&为什么在在PWM输出相同的情况下，也就是V0电压相同的情况下，Re电阻不变，这个电路有时候能正常工作，有 ...
刚刚回来，看了一下你的问题。
因为中间换过几个公司了，具体的解决办法也记不清楚了，只能大致和你说几点。
1. 扩流三极管最后使用的是插件的，而不是贴片的。
2. C4 那个电容的容量你可以再次调整一下。
3. OP 的产地批次也有要求，我记得当时使用的是有一批的358就没有问题，后来出了问题的都是另外一批358，最后还是采购了以前的358继续使用。
大致就是这三点，你可以根据你手头的情况再次实验一下看看。
刚试验了一下，不能用低噪运放
你好，老兄什么样子算低噪声运放LM324不是,LP324就是吗
你好，老兄什么样子算低噪声运放LM324不是,LP324就是吗
哦，我是模拟软件用来的。没具体比较参数。LTspice(R) IV你可以试一试。
mark，4-20ma变送器& && && && &
阿莫电子论坛, 原"中国电子开发网"
, 原www.ourdev.cn, 原www.ouravr.com&>&比较常用的运放电路集锦.
比较常用的运放电路集锦.
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常用运放电路集锦,基本的运放电路，比较有用的
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