完美積分電路設(shè)計之我見
我們一說到積分電路,相信大家都很熟悉,腦海里一定會出現(xiàn)下面的圖像:
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/269312.htm以及其典型應(yīng)用方波變換三角波(紅色為輸入信號,藍(lán)色為輸出信號)。
同時在計算輸入和輸出的時候,需要一個基礎(chǔ)知識就是電容的電量Q和電壓U的關(guān)系以及電流I與時間T的關(guān)系
其次,利用運(yùn)放虛短虛斷的關(guān)系,我們不難得出:
這僅僅是運(yùn)放用做積分電路的一個理想模型。在實際應(yīng)用中如果緊緊這么使用,隨后出現(xiàn)的問題會讓你應(yīng)接不暇。
在實際使用積分電路過程中需要注意兩個因素--電壓漂移和偏置電流對電路的影響。
A、造成電壓漂移的原因有很多,但是溫度的變化是半導(dǎo)體材料的電路中產(chǎn)生漂移現(xiàn)象主要原因。周圍環(huán)境溫度和半導(dǎo)體內(nèi)部的能量損耗時發(fā)出的熱量都是造成電壓漂移的因素。因此新出品的運(yùn)放都集成了內(nèi)部調(diào)整電壓漂移或者外部預(yù)留直流電壓漂移的調(diào)控管腳。
B、偏置電流就是第一級放大器輸入晶體管的基極直流電流(不知道集成運(yùn)放內(nèi)部構(gòu)造的可以補(bǔ)充該方面的知識)。這個電流保證放大器工作在線性范圍,為放大器提供直流工作點。在使用過程中,偏置電流為運(yùn)放兩個輸入端偏置電流的平均值,確切地說是運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時流入輸入端的平均電流,可用于衡量差分放大對管輸入電流的大小。 運(yùn)放偏置電流消除應(yīng)為正負(fù)端輸入阻抗相同,這樣偏執(zhí)電流造成的影響才能消除。
正是由于以上兩種因素存在(主要隱私),使集成運(yùn)放在正負(fù)輸入端短接至地的同時也有輸出。因此為了消除以上兩種因素對積分電路的影響,我們經(jīng)常采用增加平衡電阻的方法進(jìn)行電路設(shè)計。
其中R2=R1//(jωc)
為了提高直流負(fù)反饋穩(wěn)定的偏置電壓,可以給電容c并聯(lián)一個大阻值的電阻,如下圖所示:
在該電路的情況下,R2=R1//(jωc)//R3,這樣一來,你就會發(fā)現(xiàn)在工作中會碰到很多如上的電路,你就能明白該電路的作用了。
相信不少人會把目光集中在R2的使用上。我經(jīng)過查閱資料和仔細(xì)分析,得出如下結(jié)論:1、在R1 和 R3、c的并聯(lián)電阻很低,引起輸入偏置電流也足夠低使得電壓偏移很小的情況下,可以省略該電阻(在電路添加 R2以前,首先把輸入偏置電流產(chǎn)生的誤差同偏移電壓規(guī)格進(jìn)行比較,該規(guī)格可以從該運(yùn)放的手冊中得出)。
2、如果運(yùn)放使用FET 或者 CMOS作為放大單元,由于它們的輸入偏置電流非常低,偏移誤差一般也非常小,偏置電阻R2也是可以省略的。
經(jīng)過以上兩種情況分析后,如果可以不使用偏置電阻,而您又處于“保險期間”而使用了偏置電阻,可能會由于引入外部噪聲而影響了您的設(shè)計。
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