运放

我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是他们都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1.1 电源供电和单电源供电

所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是 VCC＋和 VCC－，但是有些时候它们的标识是 VCC＋和 GND。这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

1、一种常用的无源低通滤波电路

上图由RC组成的低通滤波电路很常用，在直流信号处理中常常会出现。熟悉RC微积分电路的可知，这不是RC积分电路嘛，其实积分电路具有低通滤波的功能。

下图电压采集电路中就使用到了该滤波电路。

目前市场运放种类繁多，面对不同的使用条件和环境，是否都能选择一样的运放呢？没关系，这是很多电子工程师都会困惑的问题，接下来为你揭开运放选型的神秘面纱。

该如何分析运放电路呢？

在学习运放选型前，我们需要先来透测的学习运放电路的内部结构和原理，对于我们来说运算放大器是模拟电路中十分重要的元件，它能组成放大、加法、减法、转换等各种电路，我们可以运用运放的“虚短”和“虚断”来分析电路，然后应用欧姆定律等电流电压关系，即可得输入输出的放大关系等。

由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。

在运放选型中，一些常用的指标选择比较简单，例如根据自身供电选择供电电源、根据增益及带宽选择增益带宽积(GBW)、根据精度要求选择等效输入噪声电压/电流、根据空间选择封装等等。

但是在一些小信号放大电路中，还有一些比较精细的指标需要仔细分析对比。

1. 几种相关指标的定义

这里主要说说运放的失调电压、失调电流、偏置电流、输入阻抗以及输入级(定义主要参考ADI技术资料MT-035、MT-037、MT-038等)。

1.1. 失调电压

理想状态下，如果运算放大器的两个输入端电压完全相同，输出应为0 V。实际上，还必须在输入端施加小差分电压，强制输出达到0。该电压称为输入失调电压Vos。输入失调电压可以看成是电压源Vos，与运算放大器的反相输入端串联，如图所示。

某些特定PIC32系列器件最多可实现八个运放/比较器模块。一些模块无法实现运放，这些模块称为独立比较器模块，以区别于可同时实现比较器和运放的标准类型。当一个器件上可同时实现运放和比较器时，可对二者单独使能。运放/比较器模块实例的实际数量因器件而异。此外，每个器件至少实现一个“仅比较器”或“独立”模块。

本手册指南包括下列主题：

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：Avd＝Vod/Vid也可用分贝表示为：20×lg（Avd）＝20×lg（Vod/Vid）对于一般运放，Avd在（80～120）dB之间，高精度的运放Avd可达（120～140）dB。

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（1～10）mV，高质量运放Vos在1mV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（10～30）uV/摄氏度，高质量的可做到<0.5uV/C(摄氏度)。

4、输入失调电流Ios