工程師不得不在設計中使用許多不同類型的運算放大器。有些設計需要高電壓,有些需要非常低的噪聲,有些需要高穩定性,有些需要低功耗,等等。選擇適合您設計的運算放大器芯片可能既棘手又耗時。
運算放大器的類型
基本上有兩種類型的運算放大器–電壓反饋型和電流反饋型。大多數設計使用電壓反饋作為其工作方法。在運算放大器的電壓反饋類型中,有三種主要類型由其輸入設備指定。第一個使用BJT(雙極結型晶體管)作為差分輸入對。第二種使用JFET(結型場效應晶體管)作為其差分輸入對。第三種類型使用CMOS(互補金屬氧化物半導體晶體管)作為其差分輸入對。
運算放大器封裝
運算放大器通常以三種方式封裝,單封裝、雙封裝和四封裝IC。作為設計師,您必須選擇哪種類型的封裝最適合您正在設計的電路。需要四個運算放大器的設計可以使用四通道運算放大器封裝,該封裝采用標準14引腳、DIP(雙列直插式封裝)、SOIC(小外形集成電路)和各種其他14引腳配置,如TSSOP等。
用于設計的運算放大器的應用和選擇
用于振蕩器、緩沖器、逆變器、比較器、精密穩壓器和電流調節器電路。
我將LM358或LM324用于低成本的PWM開關振蕩器、緩沖器、逆變器、比較器以及精密電壓和電流穩壓器電路。LM358、LM324運算放大器采用單電源供電,輸入線性低至0伏。它們還可以與高達+/-18V的分離電源一起使用,在精密穩壓器電路中工作得很好。與JFET和CMOS型運算放大器相比,它們的輸入偏置電流更高。設計人員必須確保+和-輸入的輸入電阻相等,以減少偏置電流引起的輸入失調誤差。它們確實有一些交叉失真,因此它們不適合音頻應用。
用于音頻放大器和音頻電路
對于立體聲、吉他放大器和其他音頻應用中的低噪聲音頻放大器電路,我使用TL08X系列JFET運算放大器。這些運算放大器具有低噪聲、低輸入偏置電流的特點,可與高達+/-15V的電源配合使用。它具有偏置的輸出級,以產生非常低的交越失真。這導致干凈、低失真的音頻放大。其中一個缺點是它們需要分離電源,并且輸入不是與電源軌電壓的線性1.5伏。它們在0至1.5伏的電源電壓范圍內工作得很好。對于音頻信號電平,這不是問題。
傳感器信號處理、生物特征信號放大電路
最新和我最喜歡的運算放大器類型是MCP602X系列。它們具有RRIO(軌到軌輸入輸出)線性度和極小(1皮安)輸入偏置電流。輸入阻抗為1013歐姆,壓擺率為7V/uSEC,THD(總諧波失真)為0.00053%!這些規格是驚人的。輸入和輸出在軌到軌范圍內呈線性關系。最大的缺點是它只能在5.5伏的最大電源電壓下工作。
這意味著信號的最大峰值輸出電平為+/-2.4伏,基于5伏電源。這對于音頻信號處理、傳感器信號處理、生物特征信號放大(心電圖、腦電圖等)或其他接口放大應用來說不是問題。該系列運算放大器的成本略高,但性能優勢絕對值得。
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