運(yùn)算放大器是電子工程師十分常見的一種IC，如加法電路，減法電路、乘法電路、指數(shù)電路等，都是電子工程師所熟知的知識，本文為大家整理了一些設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)內(nèi)容。

一、偏置電流如何補(bǔ)償

對于我們常用的反相運(yùn)算放大器，其典型電路如下：

在這種情況下，R3為 平衡電阻，其大小計(jì)算公式一般為 這些運(yùn)算放大器知識你注意到了嗎，這樣，在可以很好的保證運(yùn)放的電流補(bǔ)償，使正負(fù)端偏置電流相等。若這些運(yùn)算放大器知識你注意到了，甚至取值更大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更大的噪聲和飄逸，但是應(yīng)大于輸入信號源的內(nèi)阻。

善于思考的工程師都會(huì)想到，當(dāng)為同相放大器的時(shí)候，其原理又是什么呢？現(xiàn)在我們先回顧下同相運(yùn)放的設(shè)計(jì)電路：

在同相比例運(yùn)放中偏置電阻大小為 這些運(yùn)算放大器知識你注意到了嗎，當(dāng)計(jì)算出的Rp為負(fù)值時(shí)，需要將該電阻移動(dòng)到正相端，與R1串聯(lián)在輸入端。

這里額外多插入一句，同相比例運(yùn)放具有高輸入阻抗，低輸出阻抗的特性，廣泛應(yīng)用在前置運(yùn)放電路中。

二、調(diào)零電路種種

今天運(yùn)放已經(jīng)發(fā)展的很迅速，附注功能各式各樣，例如有些運(yùn)放已經(jīng)具有了調(diào)零的外接端口，此時(shí)依據(jù)數(shù)據(jù)手冊進(jìn)合適的電阻選擇就可以完成運(yùn)放調(diào)零。例如LF356運(yùn)放，其典型電路如下：

另外一些低成本的運(yùn)放或許不帶這些自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，那么作為設(shè)計(jì)師的我們也不為難，通過簡單的加法電路、減法電路等可以完成固定的調(diào)零（雖然有時(shí)這種做法有隔靴撓癢的作用）。

當(dāng)要進(jìn)行通常在補(bǔ)償電路中增加一個(gè)三極管電路，利用PN結(jié)的溫度特性，完成運(yùn)放的溫度補(bǔ)償。例如在LF355典型電路中將三極管電路嵌入在V+和25K反饋電阻之間。

三、相位補(bǔ)償如何選擇

當(dāng)我們閱讀一個(gè)集成運(yùn)放數(shù)據(jù)手冊的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)集成運(yùn)放的內(nèi)部其實(shí)是一個(gè)多級的放大器，因此，不可避免的對系統(tǒng)引入了極點(diǎn)使得電路需要進(jìn)行相位補(bǔ)償。通常采用超前補(bǔ)償、滯后補(bǔ)償和滯后-超前補(bǔ)償。

所謂的超前補(bǔ)償就是相移減小的補(bǔ)償，通俗的講就是使電路出現(xiàn)零點(diǎn)，在該頻率處的輸出信號比輸入信號的相位超前45°。通過計(jì)算將出現(xiàn)極點(diǎn)的頻率點(diǎn)人工設(shè)計(jì)出一個(gè)零點(diǎn)，從而使系統(tǒng)變得穩(wěn)定。

滯后補(bǔ)償通?？梢岳斫鉃槭瓜嘁圃龃蟮难a(bǔ)償。可以使主極點(diǎn)頻率降低，使放大器頻帶變窄，這樣，就可以使運(yùn)放電路在有限的帶寬內(nèi)只有一個(gè)極點(diǎn)，使運(yùn)放電路變得容易調(diào)整。

第三種就是超前-滯后補(bǔ)償，即采用合適的方法來處理運(yùn)放單元。總之，萬變不離其蹤。

四、容性負(fù)載改怎么處理

在平時(shí)的電子電路設(shè)計(jì)中，會(huì)由于不小心或者不注意負(fù)載的特性，而使電路變得震蕩，這時(shí)，我們就應(yīng)該注意負(fù)載的特性了。

通常情況下，當(dāng)負(fù)載為容性，通過估計(jì)其電容值小于2000pF時(shí)，通過在負(fù)載和運(yùn)放的輸出端串聯(lián)一個(gè)小的電阻來消除震蕩。電阻R2的大小為10-300Ω之間。

當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，我們采用如下的方案進(jìn)行消除：

補(bǔ)償電容C2與反饋電阻R3構(gòu)成超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，形成新的零點(diǎn)，抵消容性負(fù)載Cl和運(yùn)放輸出電阻Ro構(gòu)成的新極點(diǎn)，從而達(dá)到消除震蕩的目的。此時(shí)的補(bǔ)償電容C2大小為C2=Cl(Ro+Rk)/R3 ,Rk取經(jīng)驗(yàn)值10-300Ω。

以上為運(yùn)放電路設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問題和合適的解決方案，希望對大家有所啟發(fā)。更希望大家留言，共同提高!

設(shè)計(jì)高穩(wěn)定性運(yùn)算放大器電路秘籍

在模擬電子的設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常會(huì)使用到運(yùn)算放大器，其中的負(fù)反饋更是家常便飯：負(fù)反饋可以抑制增益不穩(wěn)定，減小元器件引入的非線性誤差，減小溫漂、阻抗變換和擴(kuò)展頻帶等作用。然而，盡管負(fù)反饋的使用會(huì)使設(shè)計(jì)的電路在一定程度更加穩(wěn)定，但是，如果沒有注意設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也會(huì)出現(xiàn)使電路變的不穩(wěn)定的情況。下面介紹設(shè)計(jì)高穩(wěn)定行運(yùn)算放大器電路的關(guān)鍵技術(shù)：

一、接地技術(shù)

在進(jìn)行運(yùn)算放大線路設(shè)計(jì)過程中，會(huì)有兩個(gè)地線：信號地和電源地。在這兩個(gè)地線的處理過程中，有很多的方法，但仍需要注意：信號地連接主要的電路部分，如：信號放大電路，反饋網(wǎng)絡(luò)等;電源地是常見的，在電路設(shè)計(jì)中，該線主要為各個(gè)元器件地線的回路，這樣可以減小干擾，保證運(yùn)算放大器的穩(wěn)定!

二、電源濾波

為防止電源電流的變化引起運(yùn)放輸入端的簡介反饋通路，這時(shí)需要對電源進(jìn)行濾波，為打破該反饋通路，推薦使用0.01uf-0.1uf的電容對電源進(jìn)行旁路，最好采用低ESR和低ESL的貼片式的陶瓷電容。在電路布局中必須是引線長度盡量短，此時(shí)的反饋網(wǎng)絡(luò)元件的位置也要靠近反向輸入管腳，以便使雜散電容最小，確保運(yùn)算放大器電路的高穩(wěn)定性。

三、電路的極零點(diǎn)分析

在運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì)中，我們常用的設(shè)計(jì)方案有放大、濾波、比較器和施密特觸發(fā)器等等。但是，我們在設(shè)計(jì)過程中，需要把持運(yùn)算放大器穩(wěn)定的精髓：傳遞函數(shù)。

通過列出運(yùn)算放大器的傳遞函數(shù)，可以從中得到運(yùn)算放大器的極點(diǎn)和零點(diǎn)，這對保持運(yùn)算放大器的穩(wěn)定有著重要的作用：極點(diǎn)減小了幅值(有利于穩(wěn)定)，也減少了相位裕度(不利于穩(wěn)定);零點(diǎn)則增大了幅值(不利于穩(wěn)定)，但增大了相位裕度(利于穩(wěn)定);在復(fù)平面的右半平面的零點(diǎn)，既增大了幅值，又減少了相位裕度。

在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，只要能找到運(yùn)算放大器的主副極點(diǎn)，工作算是完成了一大半，剩余的部分就是針對不同的模型采用不同的補(bǔ)償方法來消除相應(yīng)的零點(diǎn)和極點(diǎn)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定：

常用的穩(wěn)定運(yùn)算放大電路方法：

1.在輸入端正負(fù)輸入端增加串聯(lián)電阻，降低環(huán)路增益，達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定；

2.在運(yùn)放的輸入端有時(shí)會(huì)有高直流噪聲增益，這時(shí)需要正負(fù)輸入端串聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)來穩(wěn)定系統(tǒng)；

3.在反饋回路中增加一個(gè)電容，引起相位超前補(bǔ)償達(dá)到穩(wěn)定的效果

運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)是一個(gè)小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，只有將該部分達(dá)到穩(wěn)定，才能使整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到穩(wěn)定。