基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计的读书笔记.docx

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基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计的读书笔记

第一章

运算放大器实现数学运算的能力是将高增益和负反馈结合起来的结果。

电压放大器：

由戴维南定理得出源电压—负载增益关系如下：

Vo/Vi=（Ri/（Ri+Rs））Aoc（Rl/（Rl+Ro））

为了减小加载效应：

Ri—无穷大，Ro→0

其根本的原因为：

输入源的Rs和输出Ro的分压。

电流放大器：

由诺顿定理得出源电流—负载增益关系如下：

Io/Ii=（Rs/（Ri+Rs））Asc（Ro/（Rl+Ro））

为了减小加载效应：

Ro—无穷大，Ri→0

其根本的原因为：

输入源的Rs和输出Ro的分流。

还有一种输入是电压输出的是电流，称为跨导放大器

VCCS，为了避免加载效应，Ri，Ro要无穷大

还有一种输入是电流输出的是电压，称为跨阻放大器

CCVS，为了避免加载效应，Ri，Ro要为0

增益的表示方法：

200000V/V也可以表示为：

200V/mV也可以用dB表示：

20Lg200000=106dＢ。

开环增益就是没有负反馈的，增益非常大。

因为两个端口对地都容许有独立的电位，所以把这种输入端口称为双端型，输出端口为单端口型。

1、运算放大器是对输入电压的之间的差做出响应的。

也称为差分放大器。

2、基本的运算放大器电路是反相，非反相的（同相的），缓冲放大器

3、同相的放大器：

理想的同相的闭环特性，Aideal=1+R2/R1；

同相的构成电压跟随器，他的特长是起到一个阻抗变换器的作用，因为从他的输入端看进去，他是一个开路的，而从输出端看进去是短路，vo=vi；

Ri=无穷大，Ro=0；

4、反相的放大器：

理想的同相的闭环特性，Aideal=-（R2/R1）；

Aideal=-R2/R1；注意A的大小可以控制到直至0。

Ri=R1，Ro=0

5、差分电路，输出的正比于输入的真正差值。

当R1，Rf，R3，R4组成的电阻网络形成一个电桥，即是：

R1/Rf=R3/R4；

6、微分器，这个电路会趋向于振荡，它问题是来自开环增益随频而滚降。

用于一个合适的电阻Rs与C串联常可以使电路稳定。

在第8章将会分析。

7、积分器，Vo（t）=Vo（0）=0=常数，在实验中，会发现她的输出将漂移不定，直到饱和接近某个电源电压，即使输入端接地，也一样，这就是：

所谓的运算放大器的输入失调的，一般在C并接一个电阻Rp，就得到一个有耗积分器。

，仅使用在一定的频率范围。

一般大多数的运用中，积分器是放在某个闭环内部而自动设计，避免了饱和。

8、负阻转换器（NIC）如下图：

9、运算放大器电路中的反馈：

有4种，输入串联，输入并联，输出串联，输出并联。

无论是在输入端，还是输出端，串联拓扑提高，并联拓扑降低相应的端口的电阻。

直接球环路增益T通过除掉全部的输入源，在环路上内的某个点上，切开，一端接入测试源Vt，一端测试电压Vr,故环路的增益T=-（Vr/Vt）；

T=ab（a=开环增益，b=电压反馈）

10、一般为了防止存在在于电源线上的干扰运算放大器的交流声，IC的电源端必须利用低感抗的0.1uf的电容对地旁路，（解耦电容）

11、一般电路板的电源电压的入口还应该包括有10uf的极化电容。

对地旁路。

第2章电阻性的反馈电路

1、电流-电压转换器（I-V转换器）==跨阻抗放大器，一般用于电流的采集，比如光电检测，电流输出型的传感器。

插入图1，2，3

2、电压-电流转换器（V-I转换器）==跨导放大器

响应电流是在输出端上建立的电压，而Ro是从负载看进去的转换器的输出电阻，对于真正的V-I转换来说，Io必须要与VL（负载上的电压）无关。

一个概念：

电压柔量：

电压VL（负载上的电压）

浮动负载转换器的个人理解，使用V-I转换，输出电流与负载没有关系的情况下，负载可以浮动挂载，

插入图4。

5

3、接地负载转换器（Howland电流泵）由一个具有串联电阻R1的输入源Vi和一个合成的接地电阻-R2R3/R4

插入图6，7，8

在接地负载转换器，为了实现Ro=无穷大，上图的四个电阻构成电桥。

电阻失配的影响：

插入图9

解决方案：

插入图10

改进的Howland电流泵插入图11

4、在弱点里，电压一定，所谓的功率就是电流的大小，功率要小，我们就可以在设计的时候，加入阻值比较大的电阻。

在我们不需要的电路支路上，尽可以的降低功耗，（提高电阻值），在输出功率要求大的地方，降低电阻值。

5、电流放大器

表达式：

Io=AIi-Vl/Ro要使的Vo=无穷大。

插入图12

接地负载的电流放大器

插入图13，14

6、差模放大器

将其转换化为差模。

共模。

V1=Vcm+Vdm/2；V2=Vcm-Vdm/2；

将V1，V2分解Vdm。

Vcm分量：

表现了一种在低电平的差分信号重叠在高电平的共模信号上，如：

传感器信号，

插入图15

下图为差模输入电阻，共模输入电阻

Rid=2Ri；Ric=（R1+R2）/2

共模抑制比：

CMRRdb=20Lg|Adm/Acm|，R2/R1差分增益越大，共模抑制比越大。

6-1、可增益的差模放大器

可以做到增益可调，实现电桥的平衡，插入图16，17，18

7、接地回路的干扰消除方法：

2.5、仪器仪表放大器（IA）是满足下列技术的差分放大器

A、极高的差模，共模输入阻抗

B、很低的输出阻抗

C、精确稳定的增益1v/v---1000v/v

D、极高的共模抑制比

1、三运算放大器为了提高差模，。

共模的输入阻抗，在放大器前设置两个高输入阻抗的缓冲器。

如下图的基本的IA电路图图19

2、双运算放大器IA

插入图20，21

3、输出偏置

插入图22

4、电流输出IA

插入图2324

5、电流输入IA

插入图25

6、电桥的设计校准

插入图26

衔接到11章，12章

指标：

线路调整率，电压调整率

负载调整率

纹波抑制比

温度系数

落差电压：

在电路正常工作时，Vi，Vo之间的最小差值称为落差电压Vdo

启动电路：

怎样能自举起来，自动调整