運(yùn)放的案例
一文看懂：單電源運(yùn)放和雙電源運(yùn)放有啥區(qū)別？
這是因?yàn)橛行?shù)據(jù)手冊的作者企圖將這種標(biāo)識的差異作為單電源運(yùn)放和雙電源運(yùn)放的區(qū)別。但是，這并不是說他們就一定要那樣使用――他們可能可以工作在其他的電壓下。在運(yùn)放不是按默認(rèn)電壓供電的時候，需要參考運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊，特別是絕對最大供電電壓和電壓擺動說明。
絕大多數(shù)的模擬電路設(shè)計者都知道怎么在雙電源電壓的條件下使用運(yùn)算放大器，比如圖一左邊的那個電路，一個雙電源是由一個正電源和一個相等電壓的負(fù)電源組成。一般是正負(fù)15V，正負(fù)12V和正負(fù)5V也是經(jīng)常使用的。輸入電壓和輸出電壓都是參考地給出的，還包括正負(fù)電壓的擺動幅度極限Vom以及最大輸出擺幅。
單電源供電的電路(圖一中右)運(yùn)放的電源腳連接到正電源和地。正電源引腳接到VCC＋，地或者VCC－引腳連接到GND。將正電壓分成一半后的電壓作為虛地接到運(yùn)放的輸入引腳上，這時運(yùn)放的輸出電壓也是該虛地電壓，運(yùn)放的輸出電壓以虛地為中心，擺幅在Vom 之內(nèi)。
有一些新的運(yùn)放有兩個不同的最高輸出電壓和最低輸出電壓。這種運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊中會特別分別指明Voh和Vol 。需要特別注意的是有不少的設(shè)計者會很隨意的用虛地來參考輸入電壓和輸出電壓，但在大部分應(yīng)用中，輸入和輸出是參考電源地的，所以設(shè)計者必須在輸入和輸出的地方加入隔直電容，用來隔離虛地和地之間的直流電壓。(參見1.3節(jié))
通常單電源供電的電壓一般是5V，這時運(yùn)放的輸出電壓擺幅會更低。另外現(xiàn)在運(yùn)放的供電電壓也可以是3V也或者會更低。出于這個原因在單電源供電的電路中使用的運(yùn)放基本上都是Rail-To-Rail的運(yùn)放，這樣就消除了丟失的動態(tài)范圍。
需要特別指出的是輸入和輸出不一定都能夠承受Rail-To-Rail的電壓。
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單位增益帶寬GB：
單位增益帶寬定義為，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個恒幅正弦小信號輸入到運(yùn)放的輸入端，從運(yùn)放的輸出端測得閉環(huán)電 壓增益下降3db（或是相當(dāng)于運(yùn)放輸入信號的0.707）所對應(yīng)的信號頻率。單位增益帶寬是一個很重要的指標(biāo)，對于正弦小信號放大時，單位增益帶寬等于輸 入信號頻率與該頻率下的最大增益的乘積，換句話說，就是當(dāng)知道要處理的信號頻率和信號需要的增以后，可以計算出單位增益帶寬，用以選擇合適的運(yùn)放。這用于 小信號處理中運(yùn)放選型。
轉(zhuǎn)換速率（也稱為壓擺率）SR：
運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率定義為，運(yùn)放接成閉環(huán)條件下，將一個大信號（含階躍信號）輸入到運(yùn)放的輸入端，從運(yùn)放的輸出 端測得運(yùn)放的輸出上升速率。由于在轉(zhuǎn)換期間，運(yùn)放的輸入級處于開關(guān)狀態(tài)，所以運(yùn)放的反饋回路不起作用，也就是轉(zhuǎn)換速率與閉環(huán)增益無關(guān)。轉(zhuǎn)換速率對于大信號 處理是一個很重要的指標(biāo)，對于一般運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率SR<=10V/μs，高速運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率SR>10V/μs。目前的高速運(yùn)放最高轉(zhuǎn)換速率 SR達(dá)到6000V/μs。這用于大信號處理中運(yùn)放選型。
全功率帶寬BW：
全功率帶寬定義為，在額定的負(fù)載時，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個恒幅正弦大信號輸入到運(yùn)放的輸入端，使運(yùn)放輸出 幅度達(dá)到最大（允許一定失真）的信號頻率。這個頻率受到運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率的限制。近似地，全功率帶寬=轉(zhuǎn)換速率/2πVop（Vop是運(yùn)放的峰值輸出幅度）。全功率帶寬是一個很重要的指標(biāo)，用于大信號處理中運(yùn)放選型。
建立時間：
建立時間定義為，在額定的負(fù)載時，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個階躍大信號輸入到運(yùn)放的輸入端，使運(yùn)放輸出由0增加到某 一給定值的所需要的時間。由于是階躍大信號輸入，輸出信號達(dá)到給定值后會出現(xiàn)一定抖動，這個抖動時間稱為穩(wěn)定時間。穩(wěn)定時間+上升時間=建立時間。
展開 運(yùn)放 vs.比較器芯片
我們看運(yùn)放芯片內(nèi)部有一個小小的補(bǔ)償電容：
運(yùn)放芯片 LM358 內(nèi)部的補(bǔ)償電容
而比較器芯片內(nèi)部則沒有這顆電容：
比較器芯片 LM311 內(nèi)部沒有補(bǔ)償電容
運(yùn)放內(nèi)部的補(bǔ)償電容導(dǎo)致了運(yùn)放的輸出響應(yīng)相對通用比較器芯片而言有點(diǎn)慢。
下圖中黃色波形是運(yùn)放比較器電路的輸出，青色波形是比較器芯片輸出波形：
運(yùn)放輸出響應(yīng)慢
可以看到比較器芯片輸出可以達(dá)到 10 伏的正軌電壓，比較器能夠快速達(dá)到正軌電壓，而運(yùn)放受制于較低的壓擺率響應(yīng)速度相對而言有些慢。
我們放大波形看看:
輸出響應(yīng)時間比較
我們測量波形的上升時間，即波形從10% 上升到 90% 所需的時間。可以看到比較器以 4.76 微秒的速度快速上升。受限于較低其壓擺率，運(yùn)放的上升時間達(dá)到了 28 微妙。
傻人有傻福
我們通過另一個例子來體會一下專用比較器芯片的快速響應(yīng)速度。
運(yùn)放比較器電路
下面是一個運(yùn)放比較器電路：
運(yùn)放比較器電路
兩個 10k 的電阻構(gòu)成的分壓器為同相引腳提供 2.5 伏的比較參考電壓。可調(diào)電阻接到反相引腳，其可調(diào)電壓范圍為 0~5 伏：
當(dāng) 2 腳電壓 > 2.5 伏時，輸出為 GND, LED 點(diǎn)亮；
當(dāng) 2 腳電壓 < 2.5 伏時，輸出為 +5伏, LED 熄滅。
面包板上組裝好的電路如下：
面包板上組裝好的運(yùn)放比較器電路
來回旋轉(zhuǎn)可調(diào)電阻，可以反復(fù)點(diǎn)亮或熄滅 LED。
探頭接在運(yùn)放輸出引腳（1腳）上，時基為 2ms ， LED 由亮到滅時波形截圖如下：
比較器電路波形
看上去一切正常，很好。
展開 【好文分享】CC2640藍(lán)牙干擾運(yùn)放的案例分享，全是干貨全是淚！
采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，主要由一個前端運(yùn)放、ADC和藍(lán)牙模塊組成，藍(lán)牙模塊是CC2640，微弱信號經(jīng)過運(yùn)放放大之后，被ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過藍(lán)牙發(fā)送給電腦。
藍(lán)牙？我看到藍(lán)牙時，心里已經(jīng)有了懷疑方向，但咱以前也沒接觸過藍(lán)牙，還是慢慢分析吧。
復(fù)現(xiàn)
接手到問題后當(dāng)然是先復(fù)現(xiàn)現(xiàn)象。下圖是采集70uVpp@12Hz的正弦信號的時域和頻域圖，22Hz的干擾很明顯，竟然達(dá)到了16uVpp（諧波以及50Hz工頻干擾暫時不考慮；前期版本不穩(wěn)定，22Hz的頻率也有一點(diǎn)點(diǎn)變化，這里也不詳細(xì)介紹，我們都統(tǒng)一看22Hz）。
分析
首先要判斷干擾從哪里引入的，將運(yùn)放與ADC斷開，單獨(dú)用ADC采集時，基本沒有干擾，則干擾大概率和前端運(yùn)放有關(guān)，耐心搞耐心干。
降低前端運(yùn)放放大倍數(shù)，將放大倍數(shù)修改為2倍，22Hz干擾也基本消失，和單獨(dú)使用ADC的結(jié)果接近，得出初步結(jié)論：干擾很可能是被高放大倍數(shù)的運(yùn)放放大后，被ADC采集到，進(jìn)而在頻譜上出現(xiàn)。
基于上述分析，恢復(fù)運(yùn)放放大倍數(shù)后，將前端運(yùn)放輸入短路，重新連接ADC測試，發(fā)現(xiàn)在輸入為0時，也有22Hz干擾。
分析2
既然干擾和前端運(yùn)放強(qiáng)相關(guān)，就著重檢查了前端運(yùn)放的模擬、電源走線，以及電源分配和地回流的處理。
發(fā)現(xiàn)了幾個可能的風(fēng)險點(diǎn)：
模擬信號缺乏屏蔽
模擬電源缺乏屏蔽
模擬地數(shù)字地隔離不干凈
接下來就是查找產(chǎn)生干擾的源（我懷疑是藍(lán)牙搞得鬼），咱不急，一點(diǎn)點(diǎn)來分析。
先測試了模擬電源的紋波，受限于示波器精度，只能分辨10mV，沒發(fā)現(xiàn)異常，但這并不代表電源就是ok的，需要進(jìn)一步排除。
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干貨｜一文教你巧識濾波、穩(wěn)壓、比較、運(yùn)放電路
4、運(yùn)算放大電路
上圖為同相運(yùn)放電路原理，輸出公式為：VO=VI×(1+R2/R1)
上圖為反向輸入運(yùn)放原理，輸出公式為：VO=-VI×(R2/R1)。
要學(xué)會運(yùn)用運(yùn)放正負(fù)輸入端"虛斷"與"虛短"的原理，進(jìn)行推算。
● 虛短指在理想情況下，兩個輸入端的電位相等，就好像兩個輸入端短接在一起，但事實(shí)上并沒有短接。
● 虛斷指在理想情況下，流入集成運(yùn)算放大器輸入端電流為零。這是由于理想運(yùn)算放大器的輸入電阻無限大，就好像運(yùn)放兩個輸入端之間開路。但事實(shí)上并沒有開路。
干貨 | 一文詳解單電源電路設(shè)計
這是因?yàn)橛行?shù)據(jù)手冊的作者企圖將這種標(biāo)識的差異作為單電源運(yùn)放和雙電源運(yùn)放的區(qū)別。但是，這并不是說他們就一定要那樣使用――他們可能可以工作在其他的電壓下。在運(yùn)放不是按默認(rèn)電壓供電的時候，需要參考運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊，特別是絕對最大供電電壓和電壓擺動說明。
絕大多數(shù)的模擬電路設(shè)計者都知道怎么在雙電源電壓的條件下使用運(yùn)算放大器，比如圖一左邊的那個電路，一個雙電源是由一個正電源和一個相等電壓的負(fù)電源組成。一般是正負(fù)15V，正負(fù)12V和正負(fù)5V也是經(jīng)常使用的。輸入電壓和輸出電壓都是參考地給出的，還包括正負(fù)電壓的擺動幅度極限Vom以及最大輸出擺幅。
單電源供電的電路(圖一中右)運(yùn)放的電源腳連接到正電源和地。正電源引腳接到VCC＋，地或者VCC－引腳連接到GND。將正電壓分成一半后的電壓作為虛地接到運(yùn)放的輸入引腳上，這時運(yùn)放的輸出電壓也是該虛地電壓，運(yùn)放的輸出電壓以虛地為中心，擺幅在Vom 之內(nèi)。
有一些新的運(yùn)放有兩個不同的最高輸出電壓和最低輸出電壓。這種運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊中會特別分別指明Voh 和Vol 。需要特別注意的是有不少的設(shè)計者會很隨意的用虛地來參考輸入電壓和輸出電壓，但在大部分應(yīng)用中，輸入和輸出是參考電源地的，所以設(shè)計者必須在輸入和輸出的地方加入隔直電容，用來隔離虛地和地之間的直流電壓。(參見1.3節(jié))
通常單電源供電的電壓一般是5V，這時運(yùn)放的輸出電壓擺幅會更低。另外現(xiàn)在運(yùn)放的供電電壓也可以是3V 也或者會更低。出于這個原因在單電源供電的電路中使用的運(yùn)放基本上都是Rail－To－Rail 的運(yùn)放，這樣就消除了丟失的動態(tài)范圍。
需要特別指出的是輸入和輸出不一定都能夠承受Rail－To－Rail 的電壓。
展開 解析差分電路原理，輸出電壓為什么要偏移？
差分同相/反相分壓電阻：為了得到適合運(yùn)放處理的電壓，需要將高壓信號進(jìn)行分壓處理，如圖1中V1與V2兩端的電壓經(jīng)過分壓處理，最終得到適合運(yùn)放處理的電壓Vin+與Vin-。
差分放大電路
反饋，對于運(yùn)算放大電路來說，運(yùn)放工作在線性區(qū)，所以這里一定是負(fù)反饋，沒有反饋（開環(huán)）或者是正反饋，那是比較器電路而不是放大電路，這時候運(yùn)放工作在飽和區(qū)或稱為非線性工作區(qū)，正因?yàn)轱柡停敵霾攀请娫措妷旱姆怠?圖2是一種帶正反饋的運(yùn)放電路，這里就不能叫運(yùn)算放大電路了，因?yàn)?em>運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)理想是無限大，當(dāng)然實(shí)際中不可能無限大，所以如下結(jié)構(gòu)是遲滯電壓比較器，運(yùn)放工作在非線性區(qū)或飽和區(qū)。
圖2 帶正反饋的運(yùn)放電路
圖3依然是電壓比較器結(jié)構(gòu)，上面已經(jīng)提到，運(yùn)放開環(huán)增益很大，不帶負(fù)反饋，工作就如非線性區(qū)，當(dāng)做電壓比較器來使用。
圖3 電壓比較器結(jié)構(gòu)
運(yùn)算放大器，反饋電阻從輸出接到反相端"-"就是負(fù)反饋，當(dāng)然在輸出信號不超過電源電壓時（注：一切信號的能量來源是電源，輸出當(dāng)然不可能超過電源幅值），實(shí)現(xiàn)的功能就是放大信號的功能。接到同相端"+"就是正反饋，電路功能是電壓比較器。
當(dāng)然在實(shí)際當(dāng)中我們并不提倡用運(yùn)放去做電壓比較器，而是選用專用的比較器，如LM339、LM393、LM211等，因?yàn)楸容^器和運(yùn)放在實(shí)際當(dāng)中內(nèi)部器件的工作狀態(tài)還是有區(qū)別的。
比較器接了限流電阻—"R74、R77"，這是因?yàn)楸容^器在幅值切換時，快速上升或下降沿對后級容性負(fù)載進(jìn)行充放電，這個充放電電流來自這個有源器件—比較器，因此加限流電阻目的是防止電流沖擊。
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差分同相/反相分壓電阻：為了得到適合運(yùn)放處理的電壓，需要將高壓信號進(jìn)行分壓處理，如圖1中V1與V2兩端的電壓經(jīng)過分壓處理，最終得到適合運(yùn)放處理的電壓Vin+與Vin-。
差分放大電路
反饋，對于運(yùn)算放大電路來說，運(yùn)放工作在線性區(qū)，所以這里一定是負(fù)反饋，沒有反饋（開環(huán)）或者是正反饋，那是比較器電路而不是放大電路，這時候運(yùn)放工作在飽和區(qū)或稱為非線性工作區(qū)，正因?yàn)轱柡停敵霾攀请娫措妷旱姆怠?圖2是一種帶正反饋的運(yùn)放電路，這里就不能叫運(yùn)算放大電路了，因?yàn)?em>運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)理想是無限大，當(dāng)然實(shí)際中不可能無限大，所以如下結(jié)構(gòu)是遲滯電壓比較器，運(yùn)放工作在非線性區(qū)或飽和區(qū)。
圖2 帶正反饋的運(yùn)放電路
圖3依然是電壓比較器結(jié)構(gòu)，上面已經(jīng)提到，運(yùn)放開環(huán)增益很大，不帶負(fù)反饋，工作就如非線性區(qū)，當(dāng)做電壓比較器來使用。
圖3 電壓比較器結(jié)構(gòu)
運(yùn)算放大器，反饋電阻從輸出接到反相端"-"就是負(fù)反饋，當(dāng)然在輸出信號不超過電源電壓時（注：一切信號的能量來源是電源，輸出當(dāng)然不可能超過電源幅值），實(shí)現(xiàn)的功能就是放大信號的功能。接到同相端"+"就是正反饋，電路功能是電壓比較器。
當(dāng)然在實(shí)際當(dāng)中我們并不提倡用運(yùn)放去做電壓比較器，而是選用專用的比較器，如LM339、LM393、LM211等，因?yàn)楸容^器和運(yùn)放在實(shí)際當(dāng)中內(nèi)部器件的工作狀態(tài)還是有區(qū)別的。
比較器接了限流電阻—"R74、R77"，這是因?yàn)楸容^器在幅值切換時，快速上升或下降沿對后級容性負(fù)載進(jìn)行充放電，這個充放電電流來自這個有源器件—比較器，因此加限流電阻目的是防止電流沖擊。
展開 詳解運(yùn)算放大器線性應(yīng)用的三個重點(diǎn)
本文重點(diǎn)講解運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用，線性應(yīng)用重點(diǎn)掌握集成運(yùn)放的傳輸特性、理想運(yùn)放的特性，以及基本的同相放大器、反相放大器、加法電路、減法電路、積分電路和微分電路。
01
運(yùn)放的傳輸特性
運(yùn)算放大器的傳輸特性曲線如下圖：
線性區(qū)滿足：
由于運(yùn)放的電壓增益值很高，容易導(dǎo)致電路性能不穩(wěn)定，并且線性區(qū)非常窄，為了使集成運(yùn)放所組成的各種應(yīng)用電路能穩(wěn)定地工作在線性區(qū)，必須引入負(fù)反饋。
若運(yùn)放處于開環(huán)或是正反饋的狀態(tài)下，運(yùn)放工作在非線性區(qū)，這時可以用作比較器：
02
虛短和虛斷
理想運(yùn)放的特性是：
開環(huán)電壓增益視為無窮；
輸入電阻視為無窮；
輸出電阻視為零。
因此，當(dāng)運(yùn)放工作在線性區(qū)時，可將同向輸入端和反向輸入端電壓視為相等，稱為“虛短”。
由于輸入電阻也視為無窮，因此輸入電流可視為零，稱為“虛斷”。
注意：
“虛”字，都不是真正的短路和斷路，只是在計算時，將電壓視為相等，電流視為零，實(shí)際中沒有短路和斷路的現(xiàn)象。
另外，只有運(yùn)放工作在線性區(qū)時才具有“虛短”特性。
展開 干貨 | 輸出電壓為什么要偏移？差分電路原理解析
差分同相/反相分壓電阻：為了得到適合運(yùn)放處理的電壓，需要將高壓信號進(jìn)行分壓處理，如圖1中V1與V2兩端的電壓經(jīng)過分壓處理，最終得到適合運(yùn)放處理的電壓Vin+與Vin-。
差分放大電路：
反饋，對于運(yùn)算放大電路來說，運(yùn)放工作在線性區(qū)，所以這里一定是負(fù)反饋，沒有反饋（開環(huán)）或者是正反饋，那是比較器電路而不是放大電路，這時候運(yùn)放工作在飽和區(qū)或稱為非線性工作區(qū)，正因?yàn)轱柡停敵霾攀请娫措妷旱姆怠? 圖2是一種帶正反饋的運(yùn)放電路，這里就不能叫運(yùn)算放大電路了，因?yàn)?em>運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)理想是無限大，當(dāng)然實(shí)際中不可能無限大，所以如下結(jié)構(gòu)是遲滯電壓比較器，運(yùn)放工作在非線性區(qū)或飽和區(qū)。
圖2
圖3，依然是電壓比較器結(jié)構(gòu)，上面已經(jīng)提到，運(yùn)放開環(huán)增益很大，不帶負(fù)反饋，工作就如非線性區(qū)，當(dāng)做電壓比較器來使用。
圖3
運(yùn)算放大器，反饋電阻從輸出接到反相端"-"就是負(fù)反饋，當(dāng)然在輸出信號不超過電源電壓時（注：一切信號的能量來源是電源，輸出當(dāng)然不可能超過電源幅值），實(shí)現(xiàn)的功能就是放大信號的功能；接到同相端"+"就是正反饋，電路功能是電壓比較器。當(dāng)然在實(shí)際當(dāng)中我們并不提倡用運(yùn)放去做電壓比較器，而是選用專用的比較器，如LM339、LM393、LM211等，因?yàn)楸容^器和運(yùn)放在實(shí)際當(dāng)中內(nèi)部器件的工作狀態(tài)還是有區(qū)別的。
比較器接了限流電阻—"R74、R77"，這是因?yàn)楸容^器在幅值切換時，快速上升或下降沿對后級容性負(fù)載進(jìn)行充放電，這個充放電電流確來自這個有源器件—比較器，因此加限流電阻目的是防止電流沖擊。
展開 硬件特訓(xùn)班問題解答【57問-5】
當(dāng)增益=1=0dB的時候，此時的帶寬最大，即我們另外一個參數(shù)UGBW
C.從上面的角度分析，我們在進(jìn)行運(yùn)放級聯(lián)的設(shè)計過程中，我們要兼顧帶寬和增益，一般我們要優(yōu)先考慮帶寬，我們要確保整個信號鏈路上其帶寬是足夠的，但是針對于微小信號我們又需要一個非常大的增益，那么這個時候怎么辦，這個時候我們一是采取多級級聯(lián)的方式來進(jìn)行大增益的放大，比如說3級，則3極運(yùn)放其總增益=G1*G2*G3,假如說我們G1=G2=G3,則G1*G2*G3=1000，這樣的一個增益其實(shí)已經(jīng)非常大了，與此同時，由于增益為10，則其帶寬也會比較大，所以在這種情況下，我們的增益和帶寬都到了滿足；雖然我們這位同學(xué)其輸入信號的頻率只有0.6Hz,但是第一級運(yùn)放其增益太大，首先帶寬會下降，而且增益過高的時候容易產(chǎn)生各種各樣的問題，比如振蕩等
D.我們這邊有一個工程經(jīng)驗(yàn)可以給大家共享：我們在進(jìn)行運(yùn)放級聯(lián)設(shè)計的時候，我們優(yōu)先考慮帶寬，一般情況下每級運(yùn)放其增益≤10，這樣我們就可以實(shí)現(xiàn)既兼顧帶寬，又考慮增益
E.但是如果級聯(lián)的運(yùn)放比較多的話還會產(chǎn)生另外一個問題，有可能會產(chǎn)生振蕩，所以在整個級聯(lián)的過程中我們還需要做好相位補(bǔ)償
(3)針對于uA級別的信號設(shè)計的問題:
A.uA級別的信號其實(shí)從電流角度而言算是比較大了，不算是微弱信號，只能算是小信號
B.對于uA級別的小信號而言，我們主要關(guān)注其真?zhèn)€運(yùn)放鏈路其關(guān)鍵器件的參數(shù)，然后使用正常的I-V轉(zhuǎn)換電路，基本上可以獲得比較穩(wěn)定的電路
C.針對于其運(yùn)放鏈路其關(guān)鍵器件的參數(shù)，說先是運(yùn)放，我們要從Vos,Ibias,Ioffset,GBP,noise等參數(shù)進(jìn)行考量；然后運(yùn)放其反饋電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻的選型也尤為重要，針對于電阻而言，其在反饋補(bǔ)償?shù)葢?yīng)用電路中，我們一定要選取其公差較小，溫度系數(shù)誤差較小的電阻等等
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干貨 | 常見開關(guān)電源各種保護(hù)電路實(shí)例詳細(xì)解剖
過溫保護(hù)電路-熱敏電阻
1、概述（電路類別、實(shí)現(xiàn)主要功能描述）：
本電路采用熱敏電阻檢測基板溫度，熱敏電阻阻值隨基板溫度變化而變化， 熱敏電阻阻值的變化導(dǎo)致運(yùn)放輸入電壓變化，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)放的翻轉(zhuǎn)控制PWM芯片的輸出，進(jìn)而將模塊關(guān)閉。
2、電路組成（原理圖）：
3、工作原理分析(主要功能、性能指標(biāo)及實(shí)現(xiàn)原理，關(guān)鍵參數(shù)計算分析)：
R99熱敏電阻是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，常溫時，R99=100k，R99與R94的分壓0.45V為U2運(yùn)放的負(fù)輸入，遠(yuǎn)低于運(yùn)放的正輸入2.5V（R23與R97分壓），因此運(yùn)放的輸出是高電平，對LM5025的SS端無影響，模塊正常工作。
隨著基板溫度升高，R99電阻阻值減小，當(dāng)減小到一定值時，使得運(yùn)放的負(fù)輸入大于正輸入時，運(yùn)放輸出低電平，將LM5025的SS拉低，從而關(guān)閉模塊輸出；溫度保護(hù)點(diǎn)可以適當(dāng)調(diào)整R94，R23，R97的阻值而相應(yīng)地調(diào)整。
模塊關(guān)閉輸出后（過溫保護(hù)），基板溫度會降低，R99阻值會增大，運(yùn)放的負(fù)輸入會降低，為使運(yùn)放的正常翻轉(zhuǎn)，引入電阻R98，原理是運(yùn)放輸出低后，R98相當(dāng)于與R97并聯(lián)，將運(yùn)放的基準(zhǔn)變低，拉開運(yùn)放正負(fù)輸入的電壓間距，從而實(shí)現(xiàn)溫度回差。比如基板溫度90℃時保護(hù)，80℃時開啟。
展開 差分電路中，輸出電壓為什么要偏置？
差分同相/反相分壓電阻：為了得到適合運(yùn)放處理的電壓，需要將高壓信號進(jìn)行分壓處理，如圖1中V1與V2兩端的電壓經(jīng)過分壓處理，最終得到適合運(yùn)放處理的電壓Vin+與Vin-。
差分放大電路
反饋，對于運(yùn)算放大電路來說，運(yùn)放工作在線性區(qū)，所以這里一定是負(fù)反饋，沒有反饋（開環(huán)）或者是正反饋，那是比較器電路而不是放大電路，這時候運(yùn)放工作在飽和區(qū)或稱為非線性工作區(qū)，正因?yàn)轱柡停敵霾攀请娫措妷旱姆怠?圖2是一種帶正反饋的運(yùn)放電路，這里就不能叫運(yùn)算放大電路了，因?yàn)?em>運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)理想是無限大，當(dāng)然實(shí)際中不可能無限大，所以如下結(jié)構(gòu)是遲滯電壓比較器，運(yùn)放工作在非線性區(qū)或飽和區(qū)。
圖2
圖3，依然是電壓比較器結(jié)構(gòu)，上面已經(jīng)提到，運(yùn)放開環(huán)增益很大，不帶負(fù)反饋，工作就如非線性區(qū)，當(dāng)做電壓比較器來使用。
圖3
運(yùn)算放大器，反饋電阻從輸出接到反相端"-"就是負(fù)反饋，當(dāng)然在輸出信號不超過電源電壓時（注：一切信號的能量來源是電源，輸出當(dāng)然不可能超過電源幅值），實(shí)現(xiàn)的功能就是放大信號的功能；接到同相端"+"就是正反饋，電路功能是電壓比較器。
當(dāng)然在實(shí)際當(dāng)中我們并不提倡用運(yùn)放去做電壓比較器，而是選用專用的比較器，如LM339、LM393、LM211等，因?yàn)楸容^器和運(yùn)放在實(shí)際當(dāng)中內(nèi)部器件的工作狀態(tài)還是有區(qū)別的。
比較器接了限流電阻—"R74、R77"，這是因?yàn)楸容^器在幅值切換時，快速上升或下降沿對后級容性負(fù)載進(jìn)行充放電，這個充放電電流確來自這個有源器件—比較器，因此加限流電阻目的是防止電流沖擊。
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電路圖及說明
用電池供電，微功耗設(shè)計；電池選9V，用低壓差低功耗的HT7150三端穩(wěn)壓成5V，自耗電<4uA；
然后用雙運(yùn)放的一半，把5V分成±2.5V雙電源，這部分耗電<22uA；R3和R4把-2.5V分壓成100mV作為標(biāo)準(zhǔn)電壓，由R5=100G提供測試用的1pA標(biāo)準(zhǔn)電流。這部分耗電5uA；
最后，雙運(yùn)放的另一半接成經(jīng)典負(fù)反饋I-V轉(zhuǎn)換電路，這部分耗電16uA；運(yùn)放采用LMC6062AIN，很便宜的東西，典型Ib=10fA，典型Vos=100uV，耗電32uA；
運(yùn)放也可以用LMC6042AIN，很便宜的東西，典型Ib=2fA，典型Vos=1000uV，耗電20uA；R6提供保護(hù)，不至于因偶然輸入過壓而導(dǎo)致運(yùn)放損壞；
R7是反饋電阻，C4是反饋電容，用于抵消輸入電容的影響，提高響應(yīng)時間，同時也與R7一起提供一定的時間常數(shù)。
合計耗電<47uA，一節(jié)9V充電電池（350mAh）可以使用7000多個小時。如果換用LMC6042AIN，總耗電<35uA，電池可以使用10000小時。
仿真
電路很簡單，預(yù)期會很順利，但實(shí)際上很艱難。大概是Multisim對于超高阻部分做的不好。
可以看到，仿真軟件把主運(yùn)放的Vos取了0.35mV，另外也肯定加入了Ib的影響，最后的輸出有一點(diǎn)偏差，很正常。
準(zhǔn)備材料、元件
除了個別元件比較難找外，其余都是很常見的。特殊的元件，主要是100G的電阻。
元件布局
先裁減好萬能板，主要元件排布一下。上邊是電源，右下是輸入，左下是輸出。
制作輸入隔離島
此處為關(guān)鍵部位，隔離島需要高度絕緣。
展開 干貨 | 不談公式更易懂：牛人講解微分、積分電路
圖11 比例運(yùn)算電路波形
如圖12、圖13為微分運(yùn)算電路的充放電過程：
充電過程的電容C1可等效成一個可變電阻，C1開始充電時的容抗為0，電壓不可突變則電壓為0，運(yùn)放-輸入端得到的分壓為正最大峰值，于是Uo為運(yùn)放的負(fù)最大峰值，隨著電容充滿電，U0逐漸變?yōu)?。
圖12 微分運(yùn)算電路-充電
放電過程的電容C1可等效成一個電壓源，且電壓不可突變，此時電流反向?yàn)樽畲笾担琑1電壓瞬間反向也為最大值，運(yùn)放-輸入端得到的分壓則為負(fù)最大峰值，于是Uo為運(yùn)放的正最大峰值，隨著電容放完電，U0逐漸變?yōu)?。
圖13 微分運(yùn)算電路-放電
如圖14為微分運(yùn)算電路的輸入輸出波形，聯(lián)系前面的分析結(jié)果，則Uo反映的是Ui的變化率，這樣就達(dá)到了預(yù)判超前的效果。
圖14 微分運(yùn)算電路波形
如圖15為微分運(yùn)算仿真電路，為了防止運(yùn)放出現(xiàn)飽和，必須限制輸入電流，實(shí)際使用時需要在電容C1輸入端串聯(lián)一個小電阻R2。串聯(lián)電阻后的電路已經(jīng)不是理想微分運(yùn)算電路了，但是只要輸入信號周期大于2倍RC常數(shù)，可以近似為微分運(yùn)算電路。
圖15 微分運(yùn)算仿真電路
如圖16為微分運(yùn)算仿真電路波形，其中IN-為運(yùn)放-輸入端的波形。
圖16 微分運(yùn)算仿真電路波形
如圖17、圖18為積分運(yùn)算電路的充放電過程：
充電過程的電容C1可等效成一個可變電阻，C1開始充電時的容抗為0，電壓不可突變則電壓為0，運(yùn)放-輸入端得到的分壓為0，于是Uo為0，隨著電容充滿電，運(yùn)放-輸入端得到的分壓為正最大值，U0為運(yùn)放的負(fù)最大峰值。
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