工程師你們知道么?運算放大器應用設計的技巧

2014-01-27 11:08 來源:電子信息網 作者:蒲公英

運算放大器在電路中發(fā)揮重要的作用,其應用已經延伸到汽車電子、通信、消費等各個領域,并將在支持未來技術方面扮演重要角色。在運算放大器的實際應用中,設計工程師經常遇到諸如選型、供電電路設計、偏置電路設計、PCB設計等方面的問題。在電子工程專輯網站舉行的《運算放大器應用設計》專題討論中,圣邦微電子有限公司總裁張世龍先生應邀回答與工程師進行互動。我們也基于此專題討論,總結出了運算放大器應用設計的幾個技巧,以饗讀者。

一、如何實現(xiàn)微弱信號放大?

傳感器+運算放大器+ADC+處理器是運算放大器的典型應用電路,在這種應用中,一個典型的問題是傳感器提供的電流非常低,在這種情況下,如何完成信號放大?張世龍指出,對于微弱信號的放大,只用單個放大器難以達到好的效果,必須使用一些較特別的方法和傳感器激勵手段,而使用同步檢測電路結構可以得到非常好的測量效果。這種同步檢測電路類似于鎖相放大器結構,包括傳感器的方波激勵,電流轉電壓放大器,和同步解調三部分。他表示,需要注意的是電流轉電壓放大器需選用輸入偏置電流極低的運放。另外同步解調需選用雙路的SPDT模擬開關。

另有工程師朋友建議,在運放、電容、電阻的選擇和布板時,要特別注意選擇高阻抗、低噪聲運算和低噪聲電阻。有網友對這類問題的解決也進行了補充,如網友“1sword”建議:

1)電路設計時注意平衡的處理,盡量平衡,對于抑制干擾有效,這些在美國國家半導體、BB(已被TI收購)、ADI等公司關于運放的設計手冊中均可以查到。

2)推薦加金屬屏蔽罩,將微弱信號部分罩起來(開個小模具),金屬體接電路地,可以大大改善電路抗干擾能力。

3)對于傳感器輸出的nA級,選擇輸入電流pA級的運放即可。如果對速度沒有多大的要求,運放也不貴。儀表放大器當然最好了,就是成本高些。

4)若選用非儀表運放,反饋電阻就不要太大了,M歐級好一些。否則對電阻要求比較高。后級再進行2級放大,中間加入簡單的高通電路,抑制50Hz干擾。

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