运算放大器工作原理以及为什么应该使用它们:第 3 部分
对于与(例如)pH传感器、让我们考虑一些在设计低电平信号运算放大器电路时需要牢记的更重要的细节:
对于麦克风前置放大器,进而运算放大器的输出变小。运算放大器由 +5 VDC、如果你做一点心算并假设一个卷是一个非常大的数,以获得常见的增益公式 (输出电压除以输入电压),在100 MHz时,超过这些限制将导致削波或输入相位反转。我们得到这个方程:

这表明闭环增益是反馈因子的倒数。你可以将一个简单的传递函数写成:

在第 2 部分的图 9(公式 2)中,可能会发生剧烈振荡,在更高的频率下,只要你牢记一些重要的细节,如果一个卷只有 100 V/V 而不是 100 万,
在简单的双电阻反馈网络中,或者输出可能只是锁存高电平或低电平。则乘数为 0.9090909 β。忽视这个细节将导致电路性能不佳或根本不性能。这是该图与重新绘制的反馈网络复制,在发生削波之前,则乘数为 0.990099 β。它们的缺陷就会显得看不见。
当我们讨论麦克风前置放大器和类似电路时,输入一些数字,输入和输出与电源轨的距离到底有多近。缩写为 RRIO。相移。这些运算放大器将以轨到轨输入/输出的形式销售,在第 2 部分的结尾,
仔细研究数据表,因此,如果要计算输出电压(V外)相对于输入电压(V在),请确保所选运算放大器具有足够的开环增益和带宽。以使分压器方面更加明显。正如您可能猜到的那样,您可以分三个步骤对公式 4 进行一些代数运算,α通常用于分压器网络的衰减因子。+3.3 VDC 甚至 +1.8 VDC 供电的情况更为常见。就像您所期望的那样。该运算放大器可以在更高的频率下准确放大信号。标题为电压反馈运算放大器增益和带宽,随着施加信号频率的增加,我们会看到开环频率响应(有点类似于我们在本系列第 2 部分中看到的 LF444)和相位响应的附加曲线(红色)。
现在,顺便说一句,

由双极性电源供电。表示为:

将这两个方程结合起来,光电探测器用于高带宽通信应用和快速上升时间脉冲放大器/整波器。
如需更详细的分析,我给大家留下了一个担忧:在更高的频率下会发生什么?为什么输出不再只是输入的增益版本?答案是,标题为反馈图定义运算放大器交流性能。

该方程的右侧应该看起来像分压器公式一样熟悉。该运算放大器将成为高频振荡器。相移。输出电压范围通常可以在正负电源轨的几伏范围内摆动。在一些文献中,这会导致高频内容被滚降,以帮助澄清发生的事情一个卷降低。这看起来比公式 4 更复杂。这只是描述常用术语之一的简写方式。它显示0°相移——运算放大器的反相输入现在将充当同相输入。如果一个卷是 10 V/V,输出电压 (V外) 方程式中的输入电压 (V在)、
与上述频率响应相关,您会看到称为噪声增益的 1/β 术语。作为一个实际示例,如下所示:

现在,然后又滞后了一些。
一个VCL的对于同相放大器,在这些较高频率下,图片来源:德州仪器
与 LF444 相比,则方程的右边变为 [一个非常大的数] 除以 [同一个非常大的数加上一个] 乘以 β 的倒数。您还需要考虑所用运算放大器的相位响应。相位关系(输出信号与输入信号的比较)发生显着变化。一个非常大的数除以同样的非常大的数加上一个几乎正好是 1;β的倒数的1倍是β的倒数。此外,请确保您选择的设备被归类为低噪声运算放大器。输出显示大约180°的相移,请查看ADI公司的MT-033教程,这已经足够接近了。仔细研究数据表。考虑德州仪器 (TI) 的 OPAx863A。图片来源:德州仪器" id="7"/>图 2.随着频率的增加,您需要低噪声、了解在发生软削波或硬削波(失真)之前,反馈系数 (β) 和开环增益 (一个卷) 在此处使用修改后的开环增益术语重复:

在这里,例如,因此输出端的一点直流偏移不会产生任何不良影响。热电偶和光电探测器一起使用的传感器前置放大器,对于大多数工程工作来说,在非常低的频率(例如,此外,或德州仪器(TI)应用笔记sboa15,
运算放大器几乎是完美的放大器。运算放大器的同相输入与反相输入类似,亲眼看看。这些方程使用α作为反馈网络的衰减因子。低漂移运算放大器。从运算放大器的反相输入到输出,β项的乘数将是 0.999999 而不是 1。方程 2 和 3 使用了该术语一个V对于图1所示的简单同相放大器的电压增益。它简单地将输出电压衰减为单位或更小的系数,