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1、集成运算放大器的选择策略与应用技术摘要：针对集成运算放大器性能特点，分析了选择策略；就应用广泛的低噪声集成运放、精密集成运放、视频集成运放等专用型集成运算放大器及其典型应用技术进行了讨论，给出了相应的典型应用实例。关键词：集成运算放大器；选择策略；应用技术运放的选择择策略(1)设计目目标的综综合考虑虑设计者必须须综合考考虑设计计目标的的信号电电平，闭闭环增益益，要求求精度，所所需带宽宽，电路路阻抗，环环境条件件及其他他因素，并并把设计计要求的的性能转转换成运运放的参参数，建建立各个个参数的的取值以以及它们们随温度度、时间间、电流流电压等等变化的的范围。(2)深刻理理解电路路手册中中特性指指标的
2、意意义不同的制造造商可能能给出不不同的特特性指标标，这些些指标可可能是通通过不同同的测量量技术获获得的，这这就给运运放的选选择带来来了困难难。为避避免这些些困难，设设计者必必须深刻刻理解电电路手册册中特性性指标的的意义，同同时必须须了解这这些参数数是如何何测得的的，然后后把这些些特性指指标转换换成对设设计要求求有意义义的参数数。(3)选择具具有最优优性能价价格比的的运放设计者者必须把把设计目目标的性性能、所所选择器器件的性性能指标标与价格格联系起起来，以以最低的的价格获获得符合合设计目目标提出出的物理理、电气气和环境境要求。运放的分类类与几种种典型应应用不同类类型运放放组成近近百种运运放系列列
3、，其中中一部分分是通用用的，称称为通用用型运放放：另一一部分为为特殊应应用提供供优化特特性，称称为专用用型运放放。通用用型运放放的各项项性能指指标都比比一般的的分立元元件直接接耦合放放大电路路有所改改善，大大致能够够满足中中等精度度的要求求，一般般情况下下无须调调零即可可使用。专专用型运运放为了了适应特特殊应用用场合而而具有优优化特性性。根据据专用型型运算放放大器的的性能指指标，运运算放大大器可分分为：低低噪声运运放、精精密运放放、高速速运放、低低偏置电电流运放放、低漂漂移运放放、低功功耗/微微功耗运运放等。现现在说明明几种不不同类型型的专用用型运放放及其应应用技术术。低噪声运放放及其典典型应
4、用用技术以ADD7977为例。它它是低噪噪声、场场效应管管输入(FETT)运算算放大器器，最大大输入电电压噪声声最大值值50nnVppp。AD7977组成的的低噪声声电荷放放大器见见图1。此此时放大大作用取取决于运运放输入入端电荷荷的保持持因素，即即要求电电容CSS上的电电荷能被被传送到到电容CCF，形形成输出出电压Q/CCF。在在放大器器输出端端呈现的的电压噪噪声等于于放大器器输入电电压噪声声乘以电电路的噪噪声增益益(1+(CSS/CFF)。图1ADD7977组成低低噪声电电荷放大大器该电路路中存在在3个重重要的噪噪声源：运放的的电压噪噪声、电电流噪声声和电阻阻Rb引引起的电电流噪声声。该电
5、电路利用用“T”形形网络增增大Rbb的有效效电阻值值，改善善了低频频截止点点，但不不能改变变低频时时起支配配作用的的电阻RRb的噪噪；须选选择足够够大的RRb尽可可能减小小该电阻阻对整个个电路噪噪声影响响。为了了达到最最佳特性性，电路路输入端端要对信信号源内内阻进行行平衡(由电阻阻RB11调整)；要对对信号源源电容进进行平衡衡(由电电容CBB1调整整)。当当CB11值大于于3000pF时时，电路路噪声能能有效减减小。精密运放及及其典型型应用技技术以AD5117为例例。它是是一种单单片高精精密运算算放大器器，具有有激光调调整的低低失调电电压、低低漂移等等精密特特性，具具有内部部补偿和和短路保保护
6、，能能防止自自锁，具具有超低低偏置电电流电路路，偏置置电流最最大值11nA。管管壳单独独引出(8脚)，使得得管壳能能单独接接到和输输入端等等电位的的点上，从从而使管管壳上杂杂散漏电电减至最最小；能能屏蔽输输入电路路，使其其不受外外部噪声声和电源源瞬变的的影响。AD5177组成微微电流电电压转换换器的应应用技术术如图22所示，该该电路具具有较高高的灵敏敏度，缺缺点是失失调电压压漂移和和噪声等等输入误误差会被被增益放放大，影影响仪器器性能，但但AD5517的的精密特特性可以以弥补这这个缺憾憾。由于于AD5517具具有超低低输入电电流的性性能，必必须采用用防护技技术，实实现方法法是在包包裹高阻阻抗信
7、号号线的绝绝缘材料料外部加加一个低低阻抗自自举电位位，这个个自举电电位与高高阻抗线线的电位位保持相相等，使使绝缘体体两侧没没有压降降，也就就没有漏漏电。防防护体可可作为屏屏蔽层减减少噪声声拾取，并并具有减减少输入入线有效效电容的的附加功功能。AAD5117的管管壳单独独引到管管脚8，使使管壳也也能接到到防护电电位上，从从而真正正消除了了封装绝绝缘材料料上的电电位漏电电路径，为为敏感电电路提供供噪声屏屏蔽。该该电路给给出了典典型的反反相防护护连接图图，如果果管脚88不接防防护端，则则应将它它接地或或接电源源以减少少噪声。在在许多仪仪表测量量的场合合，会遇遇到从高高电压源源测量微微弱电流流的问题题
8、，在该该类应用用中，很很有必要要对输入入端采取取一定的的保护。AAD5117具有有不同于于其他器器件的地地方，故故障形式式是由于于电流过过大导致致器件过过热而不不是电压压击穿，只只要在受受影响的的输入端端串联一一个电阻阻即可解解决问题题。实际际应用中中，所设设计仪器器仪表的的电路板板安装完完毕后，通通常要用用高纯度度酒精彻彻底清洗洗，然后后用消除除电离的的水漂清清，再用用氮收干干，这样样可保持持漏电最最小，性性能最佳佳。图2ADD5177组成微微电流电电压转换换器 视频运放及及其典型型应用技技术以ADD8299为例。它它是采用用互补双双极型(CB)制造工工艺的单单片视频频运算放放大器，具具有优
9、异异的直流流特性，最最大输入入失调电电压1mmV，输输入失调调电压漂漂移0.3VV/，输输入电压压噪声为为1.77nV/Hz，输输入电流流噪声为为1.55pA/Hz，共共模抑制制比和电电源电压压抑制比比均为1120ddB；具具有常规规补偿；具有优优良的建建立时间间特性(至0.1%为为90nns)：反相端端驱动550或或75同轴线线时，AAD8229在33.588MHzz和4.43MMHz的的相位不不均匀性性为0.04，增益益不均匀匀性为00.022%。图3视频频放大的的典型应应用视频放大的的典型应应用如图图3所示示，此为为同相输输入，可可以通过过改变接接到管脚脚2的两两个电阻阻RF和和R1阻阻
10、值的大大小来调调节整个个电路的的增益220lgg1+RRFR11，也可可接成反反相输入入。管脚脚7接正正电源，管管脚4接接负电源源，应注注意采用用合适的的电源退退耦，最最好采用用多个电电容并联联的形式式(如11F、00.1F、00.011F并并联组合合)，使使用55V电源源时，能能获得最最低的差差分增益益和差分分相位误误差，取取得优良良的视频频性能。当当驱动多多根电缆缆时，须须在电缆缆的输出出之间加加入高频频隔离。放放大器输输出端串串入755电阻阻保证运运放输出出与传输输线的匹匹配，传传输线末末端并入入75电阻保保证负载载之间匹匹配，在在增益GG = 6dBB时，差差分增益益误差00.055%
11、，相相位增益益误差00.011，视视频性能能优良。注注意，为为减小信信号源内内阻与放放大器输输入电容容(约33pF)对电路路交流特特性的影影响，应应使信号号源内阻阻小于11k；有时需需要在反反馈电阻阻RF两两端并联联一个小小电容(3pFF)加以以补偿，若若采用标标准NTTSC或或PALL 或SSECAAM制式式，且电电路增益益小于110dBB和反馈馈电阻RRF值小小于5000，则则补偿电电容可以以不要；通常情情况下，反反馈电阻阻RF值值小于11k以以有效减减小放大大器寄生生电容对对高频特特性的影影响。LM3866典型应应用电路路电压增益为为20的的放大电电路: 电压增益为为50的的放大电电路: 电压增益为为2000的放大大电路:在85Hzz具有66db增增益的放放大电路路:用于收音机机中的LLM3886: