作為電子工程師，運(yùn)算放大器算是很常見(jiàn)的一種IC了。今天我們說(shuō)說(shuō)一些設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)問(wèn)題。

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第一、偏置電流如何補(bǔ)償

對(duì)于常用的反相運(yùn)算放大器，其典型電路如下：

在這種情況下，R3為平衡電阻，保證運(yùn)放的電流補(bǔ)償，使正負(fù)端偏置電流相等。甚至取值更大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更大的噪聲和飄逸。但是，應(yīng)大于輸入信號(hào)源的內(nèi)阻。

這時(shí)，善于思考的工程師都會(huì)想到，如果是同相放大器，電路原理又是怎樣的呢？現(xiàn)在我們先回顧下同相運(yùn)放的設(shè)計(jì)電路：

當(dāng)計(jì)算出的Rp為負(fù)值時(shí)，需要將該電阻移動(dòng)到正相端，與R1串聯(lián)在輸入端。

這里額外多插入一句，同相比例運(yùn)放具有高輸入阻抗、低輸出阻抗的特性，廣泛應(yīng)用在前置運(yùn)放電路中。

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第二、調(diào)零電路

今天運(yùn)放已經(jīng)發(fā)展的很迅速，輔助功能各式各樣，例如有些運(yùn)放已經(jīng)具有了調(diào)零的外接端口，此時(shí)依據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)選擇合適的電阻就可以完成運(yùn)放調(diào)零。例如LF356運(yùn)放，其典型電路如下：

另外一些低成本的運(yùn)放或許不帶這些自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，那么作為設(shè)計(jì)師的我們也不為難，通過(guò)簡(jiǎn)單的加法電路、減法電路等就可以完成固定的調(diào)零（雖然有時(shí)這種做法只有隔靴撓癢的作用）。

通常在補(bǔ)償電路中增加一個(gè)三極管電路，利用PN結(jié)的溫度特性，完成運(yùn)放的溫度補(bǔ)償。例如在LF355典型電路中將三極管電路嵌入在V+和25K反饋電阻之間。

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第三、相位補(bǔ)償如何選擇

當(dāng)閱讀一個(gè)集成運(yùn)放數(shù)據(jù)手冊(cè)的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)集成運(yùn)放的內(nèi)部其實(shí)是一個(gè)多級(jí)的放大器，因此，不可避免的對(duì)系統(tǒng)引入了極點(diǎn)，使得電路需要進(jìn)行相位補(bǔ)償。通常采用超前補(bǔ)償、滯后補(bǔ)償和滯后-超前補(bǔ)償。所謂的超前補(bǔ)償就是相移減小的補(bǔ)償，通俗的講就是使電路出現(xiàn)零點(diǎn)，在該頻率處的輸出信號(hào)比輸入信號(hào)的相位超前45°。通過(guò)計(jì)算得出將出現(xiàn)極點(diǎn)的頻率點(diǎn)，據(jù)此來(lái)人工設(shè)計(jì)出一個(gè)零點(diǎn)，從而使系統(tǒng)變得穩(wěn)定。

滯后補(bǔ)償通?？梢岳斫鉃槭瓜嘁圃龃蟮难a(bǔ)償?？梢允怪鳂O點(diǎn)頻率降低，使放大器頻帶變窄，這樣，就可以使運(yùn)放電路在有限的帶寬內(nèi)只有一個(gè)極點(diǎn)，使運(yùn)放電路變得容易調(diào)整。

第三種就是超前-滯后補(bǔ)償，即采用合適的方法來(lái)處理運(yùn)放單元?？傊?，萬(wàn)變不離其宗。

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第四、容性負(fù)載該怎么處理

在平時(shí)的電子電路設(shè)計(jì)中，會(huì)由于不小心或者不注意負(fù)載的特性，而使電路變得震蕩，這時(shí)，就應(yīng)該注意負(fù)載的特性了。

通常情況下，當(dāng)負(fù)載為容性，并且估計(jì)其電容值小于2000pF時(shí)，可通過(guò)在負(fù)載和運(yùn)放的輸出端串聯(lián)一個(gè)小的電阻來(lái)消除震蕩。電阻R2的大小為10-300Ω之間。

當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，采用如下的方案消除震蕩：

補(bǔ)償電容C2與反饋電阻R3構(gòu)成超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，形成新的零點(diǎn)，抵消容性負(fù)載C1和運(yùn)放輸出電阻（Ro） 構(gòu)成的新極點(diǎn)， 從而達(dá)到消除震蕩的目的。此時(shí)的補(bǔ)償電容C2 大小為C2=C1（Ro+Rk）/R3，Rk（可變電阻）取經(jīng)驗(yàn)值10-300Ω。以上為運(yùn)放電路設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題和合適的解決方案，希望對(duì)大家有所啟發(fā)。
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