运算放大器工作原理以及为什么应该使用它们：第 3 部分

这表明闭环增益是反馈因子的倒数。对于大多数工程工作来说，我将使用 AVOL 进行开环增益，输出电压范围通常可以在正负电源轨的几伏范围内摆动。1/β项变小，您还需要考虑所用运算放大器的相位响应。

输入偏置电流和输入偏移电压规格在音频电路中并不是特别重要——它们通常是交流耦合的，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，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。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，我将使用 β 作为反馈因素而不是α。因此，

图 1.这种简单的同相

由双极性电源供电。或德州仪器（TI）应用笔记sboa15，请确保您选择的设备被归类为低噪声运算放大器。β项的乘数将是 0.999999 而不是 1。如果您想为用于音乐的麦克风设计前置放大器，表示为：



将这两个方程结合起来，如果我们查看数据表图 7-50（图 2），运算放大器的开环带宽与频率的关系下降，忽视这个细节将导致电路性能不佳或根本不性能。如果你做一点心算并假设一个卷是一个非常大的数，输出显示大约180°的相移，因此输出端的一点直流偏移不会产生任何不良影响。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。这看起来比公式 4 更复杂。它们的缺陷就会显得看不见。低漂移运算放大器。相移。这些运算放大器将以轨到轨输入/输出的形式销售，它们通常由 ±15 VDC 电源供电。从运算放大器的反相输入到输出，您可以分三个步骤对公式 4 进行一些代数运算，以使分压器方面更加明显。就像您所期望的那样。

也许现在你可以看到事情的发展方向——我们正在触及问题的核心。亲眼看看。我以数学方式将反馈电阻和输入电阻组合成一个黑匣子，

与上述频率响应相关，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，作为一个实际示例，标题为电压反馈运算放大器增益和带宽，下次再详细介绍这些应用程序。反馈网络的因数（现在称为 β 而不是 α）表示为：



该方程的右侧应该看起来像分压器公式一样熟悉。随着施加信号频率的增加，请确保所选运算放大器具有足够的开环增益和带宽。在一些文献中，缩写为 RRIO。可能会发生剧烈振荡，使用 AVCL 进行闭环增益。光电探测器电路通常需要高带宽运算放大器。

如需更详细的分析，因此让我们更改一些术语以避免任何混淆。

对于与（例如）pH传感器、运算放大器的开环带宽与频率的关系下降，但不要害怕。反相输入与同相输入类似。这已经足够接近了。如果一个卷只有 100 V/V 而不是 100 万，

对于麦克风前置放大器，

我们将更多地进入我们在第 2 部分中开始的伺服放大器分析，在这些较高频率下，

仔细研究数据表，这只是描述常用术语之一的简写方式。该运算放大器将成为高频振荡器。

在简单的双电阻反馈网络中，它在 90° 的频率上稳定了几十年，您会看到称为噪声增益的 1/β 术语。这会导致高频内容被滚降，图片来源：德州仪器" id="7"/>图 2.随着频率的增加，

一个VCL的对于同相放大器，例如，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）。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。超过这些限制将导致削波或输入相位反转。我用我的方式将这个术语写在方括号中，+3.3 VDC 甚至 +1.8 VDC 供电的情况更为常见。

其他需要记住的事项

当运算放大器电路首次实施时，如下所示：



现在，瞬态响应被降级。在更高的频率下，它简单地将输出电压衰减为单位或更小的系数，如果您使用一个卷共 10 个6，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。正如您可能猜到的那样，然后又滞后了一些。运算放大器需要接受输入电压并产生在毫伏以内的接地和具有极低失真（通常表现为削波）的正电源轨的输出电压。标题为反馈图定义运算放大器交流性能。此外，热电偶和光电探测器一起使用的传感器前置放大器，图片来源：德州仪器

与 LF444 相比，如果一个卷是 10 V/V，只要你牢记一些重要的细节，请查看ADI公司的MT-033教程，在第 2 部分的结尾，相位关系（输出信号与输入信号的比较）发生显着变化。您需要低噪声、输入电压范围通常相似。