集成运放静态工作点是哪三个的问题

1添加评论分享收藏感谢收起写回答模电(放大、电源电路)学习 Operational Amplifier-----运算放大器;Simplified----简化的;Common---对应共模信号(C);Difference---对应差模信号(D); >>TTL-------三极管-三极管逻辑电路;MOS-----金属-氧化物-半导体电路。 TTL电平:
输出高电平>2.4V,输出低电平=2.0V,输入低电平<=0.8V,噪声容限是0.4V。
CMOS电平:
1逻辑电平电压接近于电源电压,0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 >>EMC(Electro Magnetic Compatibility)电磁兼容性,包括EMI(interference)和EMS(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。 >>主要学习内容:集成放大电路、差分放大电路、多级放大电路、功率放大电路。 ----------总之就是多级的差分输入集成放大电路---多个集成运放组成的多级放大电路。 >>放大概念:放大倍数为大于1、小于1或等于1都是放大。 >>“线与”----即线与逻辑,即两个输出端(包括两个以上)直接互连就可以实现“AND”的逻辑功能。在总线传输等实际应用中需要多个门的输出端并联连接使用,而一般TTL门输出端并不能直接并接使用,否则这些门的输出管之间由于低阻抗形成很大的短路电流(灌电流),而烧坏器件。在硬件上,可用集电极开路门(OC门)或三态门(TS门)来实现。用OC门实现线与,应同时在输出端口应加一个上拉电阻。 >>电阻、电容测量方法: 测电阻、电容最终都是转换成电压并通过AD测量并找出电阻、电容与电压的函数关系,从而根据测得的电压值来计算电阻值或电容值。 1 模拟电路类型: (整流、滤波、稳压)、微分和积分、选频、电压比较、振荡、反馈、放大电路。 (1) 电源类:整流、滤波、稳压--由220V交流电得到稳压的直流电。 (2) 微分和积分电路:积分电路把方波转换为三角波或斜波(锯齿波);微分电路把方波转换成尖脉冲波(波形变换)还具有滤波、延时、定时等作用。 (3) 选频电路:利用电路的谐振特性选取信号--类似滤波电路。 (4) 电压比较电路:比较两个输入电压的大小关系--放大倍数无穷大的运放。 (5) 振荡电路:包括RC、LC、石英晶体振荡(晶振)电路--为MCU提供时钟信号。 (6) 反馈电路:包括正反馈和负反馈电路。 (7) 信号运算与处理电路:包括比例运算、加减运算、微分积分运算、对数指数运算、模拟乘法器和滤波器电路。 (8) 波形发生与信号转换:包括振荡电路、电压比较器、非正弦波发生电路和U-I转换、精密整流、u-f转换电路(压控振荡器)。 (9) 放大电路:包括BJT放大、FET放大、运算放大(集成放大)、功率放大。 2 重点学习电路: 各类放大电路及其相关电路(滤波、稳压、U-I转换等电路)。 学习方法:先打好基础、不急于求成;首先熟悉基本集成放大电路-----定性分析----定量计算(任何学习都是相通的、由浅入深、循序渐进、脚踏实地、功到自然成)。 ---------------- 3 熟悉集成放大电路: 偏置电路:晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大,就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的静态工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位(可根据计算获得)。这些外部电路就称为偏置电路(可理解为,设置PN结正、反偏的电路),偏置电路向晶体管提供的电流就称为偏置电流,也可表述为为各级放大电路设置合适的静态工作点的电路。 输入电阻:(从输入端看进去的等效电阻)和输出电阻(将输出等效成有内阻的电压源,内阻就是输出电阻)-----输出电阻越小、负载能力越强。 通频带:只对有限频率范围内的信号进行放大。 衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 由于电容、电感及放大管PN结的电容效应,使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降,并产生相移。 静态工作点(Q点):输入信号为零时,电路处于直流工作状态,这些电流、电压的数值可用BJT特性曲线上一个确定的点表示,该点习惯上称为静态工作点Q ,设置静态工作点的目的就是要保证在被放大的交流信号加入电路时,不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置,集电结反向偏置的三极管放大状态(信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区!)。可以通过改变电路参数来改变静态工作点,这就可以设置静态工作点。 饱和失真:就是输入信号的正半周期超过了三极管的放大能力,造成失真,对应的就是输出波形底部失真,此时三极管就会处于饱和状态,解决饱和失真的方法就是调低静态工作电流Ib(增大Rb)----因为当Vbe接近最大时、Ib太大以至于IC不能增加,即输出电压不能继续减小----所以需要限制Ib的大小。 截止失真:当输入的波形是负半周时,快到谷值时,三极管就会处于截止状态,那么此时的输出就不再随输入变化了,即输出得到的正半周正弦波波形就没有峰值了,此时BJT处在截止区域,如同工作在断开区域-----解决方法是增加偏置电压。 ---?输出与输入反相 晶体管:有三个工作区:饱和区、截止区和线性放大区。对于共发射极的基本放大电路,其输入波形正好与输出波形反相,就是相位相差180度,当输入为正弦波正半周期时,应该输出正弦波负半周期。 耦合:是指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响,并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象-----阻容耦合:放大器级与级之间通过电容相连;直接耦合:放大器级与级之间不通过任何元件直接相连的。
功率放大电路----分立元件构成 1功率放大电路的要求: <1输出功率尽可能大:即在电源电压一定的情况下,最大不失真输出电压最大。 <2效率尽可能高: 即电路损耗的直流功率尽可能小,静态时功放管的集电极电流近似为0。 2 按晶体管的工作方式或状态: <1. 甲类方式:晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态 <2. 乙类方式:晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态 <3. 甲乙类方式:晶体管在信号的多半个周期处于导通状态 ----------工作状态是由偏置电路决定的或实现的(偏置电压与Q点不同)。 3 按照电路的组成或结构: <1.变压器耦合乙类推挽:单电源供电,笨重,效率低,低频特性差。 <2.OTL电路:单电源供电、输出端为电容耦合,低频特性差。 <3.OCL电路:正负双电源供电、输出端为直接耦合,效率高,低频特性好。 <4.BTL电路:单电源供电,低频特性好;双端输入双端输出---对称的OTL或OCL电路推挽(读音为wan)工作。 集成运算放大电路 集成运算放大电路:简称集成运放,是一个高性能的直接耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算,故而得名------可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。
u--?+ uo u++1 集成运放的符号: 特点:电压放大倍数高、输入电阻大、输出电阻小、共模抑制比高、抗干扰能力强、可靠性高、体积小、耗电少。 差分放大电路:把两个输入端的电压差以固定增益放大,将一个输入端接地即可得到单端输入放大器,分为双端输入双端输出、双入单出、单入双出、单入单出四种类型。对共模信号有很强的抑制能力,放大差模信号,可以稳定Q点,因此差分放大电路一般做放大电路的输入级,可以抑制由外界条件的变化给电路带来的影响(如温度影响)可以直接检测任意两点间的电压,可以稳定增益----比较精确(总之是放大差模信号、抑制共模信号)。 2 差模(d)与共模(c):-----差分放大电路的概念。 共模信号:大小相等,极性相同----温度变化所引起的噪声或干扰信号。 差模信号:大小相等,极性相反----有用的输入信号或检测到的信号。 ?共模抑制比KCMR=Ad/Ac:综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力-------理想时为无穷大(Ac为共模放大倍数----理想时为0,Ad为差模放大倍数)。 总之:共模信号为噪声或干扰信号、差模信号为有用信号。 3 理想运放:“虚断”i-= i+ =0------适用于理想运放工作在线性和饱和时! “虚短” u+ = u-------只适用于理想运放闭环线性应用时! 开环电压增益A ud =∞;输入阻抗r i =∞;输出阻抗r o =0;带宽fBW =∞。 >>运放要工作在线性区,必须引入深度负反馈。 4 线性应用:比例、加法、减法、乘法、除法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。 5 同相与反相输入端:U -对应的端子为“-”,当输入U -单独加于该端子时, 输出电压与输入电压 U -反相,故称它为反相输入端。 U +对应的端子为 “+” 当输入U +单独由该端加入时,输出电压与U同相,故称它为同相输入端。 同相放大器、反相放大器:输入端的极性和输出端是同一极性的就是同相放大器(输入信号从同相输入端输入),输入端的极性和输出端是相反极性的就是反相放大器(输入信号从反相输入端输入)。 同相放大器、反相放大器对比: 同相放大电路: 优点在于有足够大的输入阻抗,对于输出阻抗很大的电路比较适用。 缺点在于放大电路没有虚地,抗干扰能力相对较差,另外一个小缺点是放大倍数只能大于1。 反向放大电路: 优点是同相端接地,反相端虚地,抗干扰能力强
缺点是输入阻抗很小,不适用于前级电路输出阻抗很大的场合
6 集成运放的组成: 一般由 4 个部分组成,偏置电路,输入级,中间级,输出级。 输入级:又称前置级,输入电阻大、差模放大倍数大、共模放大倍数小、输入端耐压高,并完成电平转换(即对“地”输出),多采用差分放大电路。 中间级:主放大器,它所采取的一切措施都是为了增大放大倍数,多采用共射放大电路。 输出级:功率级,多采用准互补输出级,输出电阻小、最大不失真输出电压高。 偏置电路:为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。 集成运放组成的放大电路 研究问题: (1)运算电路:运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果,如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。 (2)描述方法:运算关系式 uO=f (uI )。 (3)分析方法:“虚短”和“虚断”是基本出发点。 1 比例运算电路: Component Wizard.;平、0;0000 同相输入----------输入输出的电压符号相同。
反相输入----------输入输出的电压符号相反。 电压跟随器-------输出端与反相输入端直接连接(或通过电阻连接),使得输出电压与同相输入电压相等。 电压跟随器作用是做缓冲级或隔离级(承上启下),提高输入阻抗、降低输出阻抗,可以降低损耗、提高带负载能力。 单端输入放大电路:根据公式调整Rf与R的关系即可实现不同的放大倍数。 2 加减运算电路: 反相求和:多个信号从反相输入端输入。 同相求和:多个信号从同相输入端输入--输入电路相同时运算结果正好相反。 1234&&78您所在位置: &
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集成运放的非线数性失真分析及电路应用.doc 4页
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集成运放的非线性失真分析及电路应用
  运算放大器广泛应用在各种电路中,不仅可以实现加法和乘法等线性运算电路功能,而且还能构成限幅电路和函数发生电路等电路,不同的连接方式就能实现不同的电路功能。集成运放将运算放大器和一些外围电路集成在一块硅片上,组合成了具有特定功能的电子电路。体积小,使用方便灵活,适合应用在移动通信和数码产品等便携设备中。
  线性特性是考查具有放大功能的集成运放和接收射频前端电路的一个重要参数,并且线性范围对集成运放的连接方式也有很大影响。集成运放的线性范围 太小,就会造成输出信号产生多次谐波和较大的谐波功率,严重地影响整个电路的功能。基于集成运放的非线性分析,可以发现造成电路非线性失真的原因,并且在 不改变电路设计的前提下,通过改变集成运放的连接方式,达到实现集成运放正常工作的目的。本文设计优化的集成运放电路应用于定位系统射频前端电路,完成对 基带扫频信号的放大输出,能有效抑制了集成运放谐波的产生,实现射频接收前端电路的高增益,提高对后端电路设计部分的驱动能力。
  l 差分电路的接入方法和集成运放的非线性参数
  通用集成运放电路由:偏置电路、输入级、中间级和输出级等组成。其输入级部分由差分电路构成。差分电路有双端输入和单端输入两种信号输入方法; 偏置电路可以采用单电源和双电源两种供电方式。在移动通信或便携设备中,一般采用单电源供电方式,单电源供电的集成运放要求输入信号采用单极性形式,即输 入信号始终是正值或是负值,差分输入级可以用来保证输入中间级电路的信号极性,同时差分输入级放大电路可以有效抑制共模信号,增强集成运放的共模抑制比。 但是,当共模输入信号较大时,差分对管就会进入非线性工作状态,放大器将失去共模抑制能力,严重影响到集成运放的共模抑制比。
  集成运放的非线性特性参数除了最大共模输入电压外,输出电压、输出电流、最大输出压摆率和最大输入压摆率等也是关系到其非线性特性的重要指标。 由于集成运放的输出级晶体管存在一定的饱和压降,其最大输出电压都要比电源电压小1~2 V,甚至更小。压摆率就是电压的转换速率,是集成运放在大信号和高频信号工作时的一项重要指标。压摆率越高,集成运放的电压反应速度越快,越能保证运放在 更高频率下工作;相反,如果压摆率太低,运放的输出电压无法即时地跟随阶跃输入电压的变化,输出信号就会出现失真,表现出集成运放的非线性特性。无论单电 源供电,还是正负电源供电,集成运放的最大共模电压一般比电源正、负电压各低2 v左右;对于3.3 V单电源供电的集成运放,其最大共模输入电压范围非常小,所以集成运放在使用低电源供电的情况下,一定要考虑输入共模信号的影响。
  2 双端输入集成运放AD8062的电路应用
  在接收机射频前端电路中,现代混频器内部集成了运算放大器的功能,但是内部集成的运算放大器输出阻抗较高,使得混频器后端负载的驱动能力不强, 同时电压增益也容易受到负载阻抗变化的影响。为了实现接收机能够接收大动态范围的信号,射频前端采用了增益控制放大电路;同时,考虑到接收机高灵敏度的要 求,使用固定增益集成运放对微弱信号进行再放大,以保证接收到的信号达到A/D采样的最低门限。集成运放AD8062具有很高的输入阻抗和较低的输出阻 抗,能够保证下变频后信号的高效传输,并且能够有效提高负载的驱动能力。为了满足整个电路系统的增益设计要求,接收前端对下变频后的基带信号进行放大便显 得尤为必要。
  2.1 AD8062主要性能介绍
  输出电压摆动为6 mV;3 dB带宽为500 MHz;电压摆率为800 V/μs;差分放大相位误差为O.04°;电源电压为2.7~8 V。AD8062是双集成运算放大器,可以同时对两路信号进行放大输出。共模输入电压范围也较大,能够在低电源电压供电电路中使用;输出端采用轨对轨 (Rail to Rail)反馈放大器方式,扩展了输出电压范围,更加方便了AD8062的使用。相比于同类型电流反馈放大器,AD8062具有较宽的信号输入带宽和较高 的压摆率特性,适合应用在扩频通信电路中。
  2.2 AD8062电路实现和应用
  在下面的电路设计中,AD8062采用单电源3.3 V供电方式,输入端使用的是I/Q两路正交信号,用于测试的输入信号是单频信号,输入信号功率范围为-28~-12 dBm,信道带宽5 MHz。集成运放的电路设计应用在ISM频段定位系统的接收射频前端电路,在AD8347对I/Q正交射频信号下变频后,对基带信号进行放大输出。 AD8062差分放大采用的是双端输入单端输出的方式,I/Q两路双极性信号经集成运放合并后传输给A/D变换器进行采样。当接收信号为跳频信号 时,AD8062电压的变化速率很快,能够即时跟随阶跃电压的变化。最初的设计采用图1(a)所示的电路连
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集成运放需要调节静态工作点吗?
像op07这样的运放,它的静态工作点怎么调节??是不是通电没有信号输入时,它的反相、同相、输出端都是接近地(正负电源供电),或单电源电压的一半???还有就是怎么知道运放有没有...
像op07这样的运放,它的静态工作点怎么调节??是不是通电没有信号输入时,它的反相、同相、输出端都是接近地(正负电源供电),或单电源电压的一半???还有就是怎么知道运放有没有达到饱和???
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不需要,饱和,就看输入幅值*增益,是不是达到或超过数据手册的参数,或者用示波器看波形
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