增益(Gain)
增益是指放大器输出信号与输入信号的比值,通常以dB表示。在放大器设计中,增益是非常重要的参数,因为它决定了放大器输出信号相对于输入信号的增强程度。例如,如果一个放大器具有20 dB的增益,则输出信号将是输入信号的10倍。增益越大,放大器输出信号相对于输入信号的增强程度就越高。
带宽(Bandwidth)
带宽是指放大器可以放大的频率范围。放大器的带宽通常由低频截止频率和高频截止频率决定,也就是放大器可以放大的最低和最高频率。放大器的带宽决定了其在实际应用中能否适用于特定的频率范围。例如,如果你需要一个放大器来放大一个音频信号,那么你需要一个具有足够带宽的放大器来处理从20 Hz到20 kHz的频率范围。
输入阻抗(Input impedance)
输入阻抗是指放大器输入端的阻抗,也就是输入信号需要克服的电阻。输入阻抗越大,输入信号就越容易被放大器接受。在实际应用中,输入阻抗的选择会影响信号源和放大器之间的匹配,从而影响信号质量和放大器的工作效率。
输出阻抗(Output impedance)
输出阻抗是指放大器输出端的阻抗,也就是输出信号需要克服的电阻。输出阻抗越小,输出信号就越容易被接受。在实际应用中,输出阻抗的选择也会影响放大器和负载之间的匹配,从而影响信号质量和放大器的工作效率。
偏置电压(Bias voltage)
偏置电压是指放大器输入端的电压,用来调整放大器的工作状态,使得输出信号符合预期。偏置电压可以用来控制放大器的直流工作点,使得输出信号能够保持稳定,并且在不同的负载下保持一致性。
典型运算放大器应用和关键参数
低压信号放大
放大低压信号时,肯定需要高精度运算放大器,因为输入偏移电压会直接影响您的测量。另一方面,大多数低压信号来自低阻抗源,因此,输入偏置电流并不重要。差分放大器或仪表放大器采用典型电路。电流检测是一种典型应用,该应用通常需要低轨或高轨功能,并可能需要具有一定转换率,以跟踪PWM。其他应用包括惠斯登电桥电路,如应变计、RTD传感器或电阻传感器。在此类应用中,大多数情况下不需要轨到轨输入,但您可能需要低噪声设备。这同样适用于热电偶。
小电流放大:
提供小电流的传感器将需要具有低输入偏置电流的运算放大器。所有这些应用均使用输入偏移电压通常并不重要的跨阻抗放大器。典型应用包括用于通信、光幕、烟雾探测器、电化学气体传感器或光学心率监测器的光电二极管电流检测电路。在这种情况下,该器件通常由电池供电,因此功耗可能很重要,或者该器件需要快速运行,并可能需要高电压转换率。
ADC缓冲:
将模拟信号接入ADC可能会很棘手,因为ADC需要在短时间内获得高电流,以便为输入电容充电。运算放大器输出端通常驶入一个额外的电容,这可能会引起稳定性问题,并可能需要使用补偿技术。无论如何,运算放大器引起的误差应小于ADC的一个LSB。此外,运算放大器可用作基本的混叠滤波器。
理想运算放大器和实际运算放大器的主要特性
放大其输入之间的电压差
https://www.st.com/en/amplifiers-and-comparators/operational-amplifiers-op-amps.html