模擬工程—電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)：運(yùn)算放大器②

作者：TI(德州儀器) 時(shí)間：2020-02-02 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：第二版：ZHCY082 - 03/2019；編輯者：Tim Green、Pete Semig 和 Collin Wells；特別感謝以下人員在技術(shù)方面的貢獻(xiàn)：Tim Claycomb,Mamadou Diallo，Peter Iliya，Zak Kaye,Errol Leon,Marc Liu,Masashi Miyagawa,Gustaf Falk,Olson Bala Ravi,Takahiro Saito,Will Wang。

積分器電路

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202002/409529.htm

設(shè)計(jì)目標(biāo)

設(shè)計(jì)說明

積分器電路根據(jù)積分電路時(shí)間常數(shù)和放大器的帶寬輸出某個(gè)頻率范圍上輸入信號(hào)的積分。會(huì)向反向輸入施加輸入信號(hào)，

設(shè)計(jì)說明

1. 對(duì)于反饋電阻器，所使用的值大小應(yīng)符合實(shí)際。

2. 選擇一個(gè) CMOS 運(yùn)算放大器，以最大程度地降低輸入偏置電流產(chǎn)生的誤差。

3. 放大器的增益帶寬積 (GBP) 將設(shè)置積分函數(shù)的頻率范圍上限。從與放大器帶寬相距十倍頻的位置開始，積分函數(shù)的有效性通常會(huì)降低。

4. 需要將一個(gè)可調(diào)節(jié)基準(zhǔn)連接到運(yùn)算放大器的同相輸入，以抵消輸入偏移電壓，否則大直流噪聲增益將導(dǎo) 致電路飽和。具有極低偏移電壓的運(yùn)算放大器可能不需要該操作。

設(shè)計(jì)步驟

下面給出了理想電路傳遞函數(shù)。
V_out = -dt
1. 將 R₁ 設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)值。
R₁ = 100MΩ
2. 計(jì)算設(shè)置單位增益積分頻率所需的 C₁。
C₁ = = = 1.59ηF
3. 計(jì)算將較低的截止頻率設(shè)置為比最低工作頻率小十倍頻所需的 R₂。
R₂ ≥ ≥ ≥ 100MΩ（M的單位為百萬）
4. 選擇增益帶寬至少為所需的最大工作頻率 10 倍的放大器。
GBP ≥ 10 * f_Max ≥ 10s * 10²kHz ≥ 1 MHz

設(shè)計(jì)仿真
交流仿真結(jié)果

瞬態(tài)仿真結(jié)果

1kHz 正弦波輸入可產(chǎn)生 1kHz 余弦輸出。

1kHz 三角波輸入可產(chǎn)生 1kHz 正弦波輸出。

1kHz 方波輸入可產(chǎn)生 1kHz 三角波輸出。

設(shè)計(jì)采用的運(yùn)算放大器

設(shè)計(jì)備選運(yùn)算放大器

修訂歷史記錄

微分器電路

設(shè)計(jì)目標(biāo)

設(shè)計(jì)說明

微分器電路會(huì)根據(jù)電路時(shí)間常數(shù)和放大器的帶寬來輸出某個(gè)頻率范圍上輸入信號(hào)的微商。會(huì)向反相輸入施加輸入信號(hào)，以使輸出相對(duì)于輸入信號(hào)的極點(diǎn)反相。理想的微分器電路基本上都不穩(wěn)定，需要增加輸入電阻器和反饋電容器或這二者之一，才能達(dá)到穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性所需的組件限制了執(zhí)行微分器功能的帶寬。