在设计带有模拟组件的电路时,运算放大器起着至关重要的作用。但是,在实现这种基于运算放大器的电路时,存在一种情况,即一个或多个运算放大器未使用,这会在一个或所有这些未使用的运算放大器中引起不良行为,从而影响整体系统性能。
为了避免这种不必要的行为,必须正确终止未使用的运算放大器,否则会导致诸如功耗增加和噪声增加的问题。
因此,在本教程中,我将讨论
- 如何正确终止未使用的运算放大器及其附加好处。
- 配置较差的运算放大器如何导致电路中出现各种问题。
- 最后,将有一部分专门测试实际电路。
因此,事不宜迟,让我们开始吧。
什么是终止运算放大器?
听到术语终止之后,如果您想杀死运算放大器,让我告诉您,不是这样。通过终止运算放大器,我的意思是配置一种运算放大器,以使设备能够稳定运行。
为什么终止运算放大器很重要?
- 使未使用的运算放大器引脚悬空会产生意想不到的电压漂移,这可能导致电路出现意想不到的行为。
- 使用适当的配置,可以大幅降低RFI噪声。
- IC中的功耗和功耗也可以最小化。
应该考虑哪些参数?
输入共模电压范围:超过输入共模电压将对运算放大器的输入部分造成损坏。
输入差分电压范围:定义为可在同相和反相输入引脚之间施加的最大电压范围。超出这些范围也会损坏运算放大器的输入部分。
输出饱和:当运算放大器的输出在电源轨附近驱动时,就会发生输出饱和,并且与不饱和运算放大器相比,饱和运算放大器将始终消耗更多电流,并且消耗更多功率。
为了避免输出饱和和EOS,我们需要尽可能限制输出摆幅。较低的增益设置可以防止输出饱和。
开环增益:由于任何运放都有很大的开环增益,因此闭环很重要。
负反馈是实现稳定输出的一种非常简单且常见的方法,
这基本上是配置运放之前需要考虑的所有参数。
测试电路
为了测试电路,我们将使用德州仪器(TI)提供的流行的OPA2134仪表放大器IC,但在此之前,让我们先看看一些我们需要考虑的参数。
让我们看一下该运放的一些输入规格:
数据表中的表格显示了运算放大器的绝对最大额定值,在该表格中,指定了输入电压范围(V-)-0.7(V +)+ 0.7,该额定值是非运算放大器的最大输入电压范围不得超过运算放大器的反相和反相输入。
现在已经解决了,让我们看一下我们的第一个测试电路,
为了测试电路,我使用了我的meco 450B +野外仪和meco 108B +野外仪,这里meco 450B +野仪测量电流,而meco 108B +野仪测量输出电压。
上图显示了我要测试的第一个测试电路。但是首先,让我们看一下运算放大器在简单通电时消耗的电流。
从上图可以看到,它约为5.23 mA
第一种配置:
由于我使用的是该IC的双运放版本,因此我将其中一个配置为增益为1的同相放大器,而电路的另一引脚悬空,让我们看看它消耗了多少电流。 。
如您所见,运算放大器消耗约18.6 mA的电流。
在第一种运算放大器配置中,运算放大器的同相和反相端子接地,并且输出悬空,
完成配置后,我的meco 108B +视野仪连接到显示电压的输出,而我的meco 450B +串联连接显示电流,如上图所示,输出为高电平,运算放大器现在处于饱和状态状态,因此会消耗更多功率。
我的实验板上的这种特殊运算放大器就是这种情况,与其他运算放大器一样。您可能会因为运算放大器的输入失调电压而发现运算放大器的输出较低。在某些情况下,输出将跳高然后降低。
在其他非常高精度的仪表放大器中,这种配置肯定会违反输入共模范围,因此很有可能损坏输入部分。
第二种配置:
上面的配置是您可以在Internet上找到的第二常见配置。
该电路的实际输出如上所示。
正如您在这种配置中所看到的,运算放大器也处于饱和状态,其汲取电流类似于第一个。在某些情况下,您可能会看到运算放大器会消耗数百mA的电流,因为运算放大器违反了两个输入的输入共模电压范围。
第三种配置:
完成第二个配置后,我们有了最后一个配置。
在上图中,显示了最后一种配置,在此配置中,同相端子连接到分压器,运算放大器本身配置为电压跟随器。实际输出如下所示:
在此配置中,您可以看到输出电压介于电源电压之间,因此此配置可确保输入电源低于共模电压范围。
尽管此特定运算放大器的电流消耗较高,但采用这种配置,仍可以满足数据表中指定的所有主要推荐工作条件。
- 运放稳定且增益低
- 我们已成功满足数据表建议的输入规格
- 输出电压未饱和
- 功耗和功率也稳定
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