当前位置: 主页>电路基础>运算放大>

集成运放在使用中应注意的问题

2015-01-08 16:27 [运算放大] 来源于:电路图之家
导读:在集成运算放大电路的应用中,会碰到一些实际问题,如果对这些问题不了解和不设法解决,使用起来将十分困难,甚至根本不能工作。这些问题主要是,偏差调整、相位校正、保护措施及性能扩展等。 一、偏差调整 对一个单片集成运放,总是要求输入为零时,输出也

  在集成运算放大电路的应用中,会碰到一些实际问题,如果对这些问题不了解和不设法解决,使用起来将十分困难,甚至根本不能工作。这些问题主要是,偏差调整、相位校正、保护措施及性能扩展等。
    一、偏差调整
    对一个单片集成运放,总是要求输入为零时,输出也为零。但在实际中往往做不到,主要原因是运放中第一级差动放大电路存在着失调电压和失调电流,以及使用过程中电路上某些不合理之处引起的。为了减小偏差电压,就要求:
    (1)失调电压、失调电流尽可能地小;
    (2)两个输入端的直流电阻一定要相等;
    (3)输入端总串联电阻(RS1、RS2)不能过大;
    (4)偏流应尽可能的减小。
这几条减小偏差的要点是使用运放中十分重要的问题。
    实际运放都有偏差调整端子,如F007中的①、⑤端子,图Z0607中的RW就是凋零电位器。这里要注意偏差调整电路(调零电路)仅能人为做到零输入时零输出,而温度变化产生的失调温漂并不能通过调零电路来消除。
    二、相位校正
    由于集成运放是一个高增益的多级放大器,虽然它是在负反馈条件下工作的,但由于在高频区将产生附加相移,这就可能使负反馈变为正反馈,此时,如反馈深度较深,即 ≥1,就会产生自激振荡,从而使运放无法稳定地工作。
    要保证电路稳定地工作,就必须设法破坏自激振荡条件,即要做到当 ≥1时,总相移小于180°或当总相移等于180°时,使 <1。
在电路中人为地加一些"校正网络"来改变电路的相频特性或幅频特性,破坏自激条件,这就是相位校正或相位补偿技术。
相位校正的方法很多,常用的有积分校正,微分校正等。
    积分校正的主导思想是压低高频放大倍数,使发生自激的那些点附近的放大倍数压得很低,从而破坏 =1的条件。具体方法是在运放电路的某一级加"压低电容"CX,或加Rφcφ串联校正网络。RφCφ或CX一般接在集电极与基极之间(如图Z0607中的8、9端),这时,小电容可以起到大电容的作用,因而可将补偿电容集成在整个运放电路之中。
    一般运放出厂时,厂家都己给出相位校正端子及不同闭环增益下补偿元件的数据,可由产品手册上查到。
    微分校正的主导思想是提供一个超前的相移,以抵消滞后的相移,从而使 =1时总相移小于180°。当微分网络加在开环电路里面时,则提供一个超前相移,抵消开环特性的附加相移;当加到反馈支路时,则在反馈系数 中提供一个超前相移,以抵消滞后相移。
    三、保护措施
    集成运放的电源电压接反或电源电压突变,输入电压过大,输出短路等,都可能造成运放损坏,因此,使用时必须采取适当的保护措施。
    为了防止电源反接造成故障,可在电源引线上串入保护二极管,使得当电源极性接反时,二极管处于截止状态。
    为了防止差模或共模输入电压过高,而产生自锁故障(信号或干扰过大导致输出电压突然增高,接近于电源电压,此时不能调零,但集成运放不一定损坏),可在输入端加一限幅保护电路,使过大的信号或干扰不能进入电路。
    为了防止输出端碰到高压而击穿或输出端短路造成电流过大,可在输出端增加过压保护电路和限流保护电路。
    四、性能扩展
    实际运放的某些参数有时不能满足实际电路中的要求,如有时需要有较高的输入电阻、有时需要有较大的输出功率,有时需要高速低漂移等,这时就需要在现有集成运放的基础上,增加适当的外围电路进行功能改善。
    有关运放实际应用中的一些具体方法、措施可参阅有关资料。