運算放大器是整個模擬電路設計的基石，選擇一個恰當的放大器對於達到系統設計指標至關重要。
1.運放供電電壓大小和方式選擇;
2.運放封裝選擇;
3.運放反饋方式，即是VFA (電壓反饋運放)還是CFA(電流反饋運放);
4.運放帶寬;
5.壓擺率大小，這決定全功率信號帶寬;
6.Offset電壓和Offset電流選擇;
7. Offset電壓隨溫度的漂移大小，即ΔVoffset/ΔT大小;
8.運放輸入阻抗選擇;
9.運放輸出驅動能力大小選擇;
10.運放靜態功耗，即ICC電流大小選擇;
11.運放噪聲選擇;
12.運放驅動負載穩定時間。
在設計開關電源的模擬電路時，有的人根本不知道如何選擇運放，手頭有什麼就用什麼，也許你曾經這樣做了100次，都幸運的成功了，但是第101次會怎麼樣哪?另外一些人是恰恰相反，抱這五六本原廠資料翻來翻去，結果好不容易尋到了夢中情人，又買不到。
不才向大家推薦一些俗俗的運放，肯定能買到，能適應大多場合。
1. 速度要求不高，或直流放大：
LF441(單),LF442(雙),LF444(四),TL084(四)
(以上運放為JFET輸入，阻抗極高，不必考慮輸入端的阻抗平衡)
OP07(單，高精度，有調零端，速度可是特別慢,用於直流放大不錯)
2. 速度比較高，音頻範圍，倍數不超過100：
LF356(單),LF353(雙),LF347(四),TL074(四)
(以上運放為JFET輸入，阻抗極高，不必考慮輸入端的阻抗平衡)
OP27(單，高精度，有調零端，速度比LF356快)
NE5534(用於音響放大，音質很好，但輸入阻抗低)
3. 高速
OP37(單位頻響50MHz,但一定不能用做跟隨器!在閉環增益小於5時會自激)
4. 低壓或單電源
LM324(太慢)
建議使用Maxim公司產品
其他特殊場合，如視頻放大，超線性放大，低漂移等要求，還是要在Internet上查查的說
"你焊在電路板上的運放不是教科書上的理想運放!"設計電路時,在考慮了你所考慮的全部問題以後,請
注意以下問題：
1. 輸出電壓擺幅
不要期望一般的運放的輸出電壓能達到供電電壓,哪怕你的負載電阻為10M. 一般的通用運放的輸出
電壓的峰峰值都與電源相差1~3V.
2. 共模輸入電壓範圍
不要讓你的運放的輸入端的電位非常接近他的供電電壓,否則你會被搞的焦頭爛額.例如,你選用的是
LF347運放(多數JFET運放都類似),供電電壓為正負12V,正輸入端電位為-11V,負輸入端為-11.5V,你猜
輸出會是什麼?或許你猜錯了,是-10V.這就是你超出共模電壓範圍使用的結果.當然,如果你換成LM324,
就沒有這種效果了.幸好,現在Maxim公司和NS公司都推出了Rail to Rail運放,他們的共模電壓範圍和電
源電壓相同.
3. 輸出電壓擺率SR
如果你正在用運放放大高頻大幅值信號,一定不要忽略SR參數,他表示輸出電壓每微秒最大的變化量.舉例說明,uA741的單位帶寬為1MHz,SR=0.7V/us,如果你將他接成跟隨器形式(增益=1),此時,如果你輸入幅值為-5V~+5V,頻率為200KHz的方波,那麼,輸出結果一定使你大失所望,他的輸出居然是一個幅值只有2V左右的怪怪的三角波.
略做補充:
1. 對於低電勢放大線路,還要考慮失調,溫漂和輸入噪音.
2. 對於高精度線路,應注意共模抑制比,一般來說共模抑制比高的OP其線性較好.
3. 注意輸入電阻,雙極型OP一般在幾百K至幾十M.
運放的自激有多種可能引起:
1. 補償不足.
例如OP37等運放,在設計時,為了提高高頻響應,其補償量較小,當反饋較深時會出現自激現象.通過測量其開環響應的BODE圖可知,隨著頻率的提高,運放的開環增益會下降,如果當增益下降到0db之前,其相位滯後超過180度,則閉環使用必然自激.
2. 電源回饋自激.
從運算放大器的內部結構分析,他是一個多級的放大電路,一般的運放都由3級以上電路組成,前級完成高增益放大和電位的移動,第2級完成相位補償功能,末級實現功率放大.如果供給運放的電源的內阻較大,末級的耗電會造成電源的波動,此波動將影響前級的電路的工作,並被前級放大,造成後級電路更大的波動,如此惡性循環,從而產生自激.
3. 外界干擾.
確切的說,這並不算自激,但現象和自激相似.輸出產生和輸入無關的信號.因為我們處於一個電磁波籠罩的環境之中,有50Hz和100Hz的工頻幹 擾,數百Hz的中波廣播干擾,數MHz的短波干擾,幾十到幾百Hz的電視廣播和FM廣播干擾,1GHz左右的無線通訊干擾等.如果電路設計屏蔽不佳,干擾 自然會引入電路,並被放大.如果電路出現自激現象,首先應該判斷是哪種原因造成的.第一種自激出現在運放閉環使用,而且增益較低的情況下,一般只有增益小 於10的情況下才能出現.其實這種自激最好解決,
正確的選擇運放即可,對於一些高速運放,其廠家手冊中都會註明最低的閉環增益. 與此相反,後兩種情況都是在高增益情況下發生,這一點非常重要,可以準確的判斷自激的原因.相對而言,後兩種自激較難解決,本人不謙虛的說,只有具有一定 的模擬電路設計經驗,才有可能避免以上情況的發生.基本原則是儘量增加地線的面積,在運放供電印腳附近,一定是附近增加高頻退毆電容,採用高頻屏蔽等方法 消除自激,減小干擾。
閱讀更多 硬件電路設計 的文章
