色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

運算放大電路的非線性特性

電子森林 ? 來源:CSDN ? 作者:卓晴 ? 2021-03-10 16:06 ? 次閱讀

上午的“信號與系統”課程講述到系統的分類的基本概念,包括因果與非因果系統、時變與時不變系統、即時系統與動態系統、線性與非線性系統等等。在信號與系統課程中所提供的基本方法是專門針對同時滿足線性和時不變特性的系統的。作為課程的補充,下面討論一下不為人所重視的運算放大電路的非線性特性。

▌01運算放大器的非線性

1.運算放大電路

作為信號處理的常用器件,運算放大器,在其信號處理范圍之內,通常認為是線性器件。也就是它的增益不隨著信號的幅度變化而改變。影響運算放大電路精度的因素,或者說它的線性特性主要是由它的輸入偏置電壓、偏置電流造成的輸出零點的偏移。這一點往往可以通過增加零點補償調整電阻進行消除。

但是對于運放的非線性,即它的開環增益隨著信號幅度變化而變化的特性往往并不為人所重視。這是因為在常見到的運算放大電路中,通常采用反饋放大器的形式,只要運算放大器的增益足夠大,電路的放大倍數是由外部的反饋電阻網絡決定的。比如下面的電路:

1c65d506-7efa-11eb-8b86-12bb97331649.png

▲ 基本的應用電路

它的增益為:

1c7f2e2a-7efa-11eb-8b86-12bb97331649.png

其中:α是反饋電阻網絡的比值:,是運放的開環電壓增益。如果足夠大,電路的增益將會由R1,R2的比值決定。

但是作為精密放大電路,特別是要求放大倍數比較高的時候,隨著輸入電壓的變化,也就是運放的非線性就不能夠忽略了。特別是,這種非線性無法向電壓零點補償那樣容易消除。

2.如何測量運放非線性?

通常在運算放大器芯片的數據手冊中不會給出芯片的非線性指標。那么如果評估芯片增益的非線性呢?

一些主要提供運放器件的半導體廠家會在其網站給出一些測量他們運放產品開關增益測量方案,比如TI公司TI:Gain and Linearity Testing for Precision Operational Amplifiers[1],或者ADI公司AD:Op-Amp Open Loop Gain and Open Loop Gain Nonlinearity[2]。

這些方案也都是比較成熟的測量方式。為了能夠對于通常比較大的運放開環電壓增益(通常大于100000)進行測量,所采用的方法是對反饋電壓再經過分壓之后連接至運放的負極性輸入端口。這樣便可以將運放輸入端微小的電壓放大之后反映在電路的輸出端口。

比如下面個電路就是分別來自TI,ADI公司的測量方案:

1ca79a36-7efa-11eb-8b86-12bb97331649.png

▲ TI:OP-AMP增益與線性測試電路

1cdf5b74-7efa-11eb-8b86-12bb97331649.png

▲ AD:運放開關增益與開環增益非線性

通過在輸入端加入低頻三角波形(10~50Hz)信號,通過觀察輸出信號的變化可以獲得器件的開環電壓增益以及對應的非線性。

▌02實驗結果

下面的實驗來測量一款常見的運放它的電壓增益的非線性。

1.測試芯片

用于實驗的芯片為HA17741[3]是一款由HITACHI提供的頻率相位補償的通用運算放大器,主要用于測試與控制領域。開環增益約106dB (200,,000倍),最大工作電壓±18V。下圖給出了期間的管腳功能定義。

1d24b1e2-7efa-11eb-8b86-12bb97331649.png

▲ HA17741管腳配置

HA17741內部的等效電路如下圖所示。

1d82ff68-7efa-11eb-8b86-12bb97331649.png

▲ HA17741內部等效電路

根據內部結構可以看到芯片的輸入電壓偏置補償是通過PIN1,PIN5提供的。使用數字萬用表測量PIN1,PIN5對于PIN4(VEE)之間的電阻,阻值分別為(976Ω,975Ω)。下圖給出了外部通過一個三端電位器對芯片進行輸入偏置電壓進行補償。

2.測試電路

根據前面ADI測測試方案,在面包板上簡單搭建起測試電路。其中放大器件偏置電壓信號是由R3、Ros的比值決定。它們實際上與運放一起,減少了前向放大增益,進而在輸出信號增加了運放輸入信號放大之后的成分。

固定R3=1MΩ不變,通過改變Ros的大小,觀察輸出信號的變化。

3.測量結果

下面分別選擇Ros為∞Ω,100Ω,22Ω,10Ω,記錄運放的輸出信號。輸入信號為峰峰值10V,頻率為10Hz的三角波信號。

□ Ros=∞Ω

下圖顯示,輸入輸出信號保持嚴格的反向,增益為 -1。此時運放的非線性(增益隨著輸入電壓變化)的特性沒有反映到輸出信號中來。

▲ 輸入信號(藍色)與輸出信號(青色)

□ Ros=100Ω

在輸出信號中,對于運放的輸入信號相當于放大了倍。從觀察上來看,電路的增益變小了,但是輸出的波形整體上還是一個三角波形。

▲ 輸入(藍)與輸出(青)信號

□ Ros=22Ω

此時電路放大倍數已經降低可-0.5左右。輸出信號的非線性比較明顯了。特別是當信號比較大的時候,也就是輸入信號三角波的定點,對應的輸出信號變得圓滑了。

▲ 輸入(藍色)與輸出(青色)信號

□ Ros=10Ω

在此偏置分壓電阻下,對于運放輸入電壓相當于放大了,表現在電路的增益更小了。而且輸出電壓變化不再是隨著輸入變化呈現線性變化的關系。

▲ 輸入信號(藍色)與輸出信號(青色)

下圖是將輸出信號通過示波器放大之后,可以更加明顯體現出運放的增益中存在的嚴重的非線性。

▲ 輸入信號(藍色)與輸出信號(青色)

▌結論

通過運放開環增益測量電路看到運算放大器是一個嚴重的非線性器件。在實際應用中是通過電壓反饋來抑制了運放對放大電路的影響。

原文標題:運算放大器是線性器件嗎?

文章出處:【微信公眾號:FPGA入門到精通】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

責任編輯:haq

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 放大器
    +關注

    關注

    143

    文章

    13583

    瀏覽量

    213368
  • 電路
    +關注

    關注

    172

    文章

    5901

    瀏覽量

    172138

原文標題:運算放大器是線性器件嗎?

文章出處:【微信號:xiaojiaoyafpga,微信公眾號:電子森林】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    線性運算放大器和非線性運算放大器的區別

    線性運算放大器和非線性運算放大器的主要區別體現在它們的工作區域、輸入輸出關系、電路功能以及應用領域等方面。以下是對這兩者的對比: 一、工作區
    的頭像 發表于 12-18 15:41 ?252次閱讀

    非線性負載分為哪些類型

    負載:雖然理論上純電阻負載應為線性負載,但在實際應用中,由于材料特性、溫度變化等因素,某些電阻負載也可能表現出一定的非線性特性。 電容性非線性
    發表于 12-18 15:18

    二極管的非線性特性電路的影響

    二極管的非線性特性電路的影響是深遠且重要的。以下是對這一影響的分析: 一、二極管的非線性特性 二極管是一種典型的
    的頭像 發表于 11-18 09:40 ?445次閱讀

    非線性光耦與線性光耦的差別

    非線性光耦與線性光耦的不同 在電路中光耦的電路非常常見,光耦在電路中的作用是進行隔離并對光電進行轉換,光耦的種類當中,包括
    的頭像 發表于 11-16 10:28 ?329次閱讀

    射頻放大器的的線性非線性特性

    在無線通信系統中,我們應該聽說過線性系統和非線性系統。它通常是指系統的輸入和輸出的關系是否成線性關系。在早期的2G時代的GSM就是非線性系統,而后來的EDGE,3G,4G以及現在的5G
    的頭像 發表于 10-23 10:32 ?376次閱讀
    射頻<b class='flag-5'>放大</b>器的的<b class='flag-5'>線性</b>和<b class='flag-5'>非線性</b><b class='flag-5'>特性</b>

    正弦振蕩電路非線性部分是什么

    ,而非線性部分則負責提供必要的非線性特性,以確保振蕩的持續和穩定。 非線性部分的作用 非線性部分在正弦振蕩
    的頭像 發表于 09-29 09:11 ?490次閱讀

    集成運放電路非線性應用要求是什么

    集成運算放大器(簡稱運放)是一種具有高增益、高輸入阻抗、低輸出阻抗的放大器,廣泛應用于模擬信號處理、信號放大、濾波、波形生成等領域。在非線性應用中,運放可以進行函數
    的頭像 發表于 09-03 09:24 ?619次閱讀

    放大器的非線性工作方式

    放大器的非線性工作方式是一個復雜而廣泛的主題,它涉及到電子學、信號處理以及電路設計等多個領域。在非線性工作方式下,放大器的輸出信號不再是輸入
    的頭像 發表于 08-08 17:32 ?608次閱讀

    非線性電路的基本特點是什么

    非線性電路是一類具有非線性特性電路,其輸出與輸入之間的關系不是線性的。非線性電路在電子技術、通
    的頭像 發表于 07-09 11:15 ?1153次閱讀

    什么是線性電路非線性電路

    線性電路非線性電路是電子學中兩個基本的概念。它們的區別主要在于電路元件的輸入-輸出關系是否滿足線性關系。下面我們將介紹線性電路
    的頭像 發表于 07-09 11:14 ?3777次閱讀

    非線性電路歐姆定律適用嗎

    。然而,在非線性電路中,電壓與電流之間的關系可能是非線性的,即 V∝I^n,其中 n 為非線性指數。 非線性電路在實際應用中非常廣泛,例如晶體管、二極管、變容二極管、變阻二極管等。這些
    的頭像 發表于 07-09 11:12 ?644次閱讀

    非線性電路具有什么作用

    非線性電路在電子工程和電氣工程領域中扮演著非常重要的角色。它們在許多應用中發揮著關鍵作用,包括信號處理、放大、調制、解調、濾波、振蕩器、傳感器、執行器等。 非線性電路概述 非線性電路
    的頭像 發表于 07-09 10:41 ?755次閱讀

    怎么判斷集成運放電路線性還是非線性

    判斷一個集成運算放大電路是工作在線性區還是非線性區,對于確保電路的正確性能至關重要。
    的頭像 發表于 05-19 15:45 ?3375次閱讀

    HarmonyOS 非線性容器特性及使用場景

    HarmonyOS 非線性容器特性及使用場景 非線性容器實現能快速查找的數據結構,其底層通過 hash 或者紅黑樹實現,包括 HashMap、HashSet、TreeMap、TreeSet
    的頭像 發表于 02-19 20:23 ?444次閱讀

    集成運算放大器的非線性應用有哪些

    集成運算放大器是一種常用的電子組件,廣泛應用于各種電路中。雖然集成運算放大器主要用于線性應用,例如放大、濾波和積分等,但也可以應用于一些
    的頭像 發表于 01-16 09:42 ?2936次閱讀
    主站蜘蛛池模板: 国产亚洲精品久久久久久国模美| 亚洲精品免费观看| 少妇连续高潮抽搐痉挛昏厥| 污污内射在线观看一区二区少妇| AV天堂午夜精品一区| 男女夜晚在爽视频免费观看| 少妇连续高潮抽搐痉挛昏厥| old老男人野外树林tv| 国产又色又爽又刺激在线播放| 色欲AV亚洲永久无码精品| 宝贝乖女好紧好深好爽老师| 牛牛在线1视频| 99久久国内精品成人免费| 免费视频不卡| 99久久伊人一区二区yy5o99| 暖暖视频大全免费观看| 99久久无码一区人妻A片竹菊| 欧美激情久久久久久久大片| asian极品呦女xx农村| 亲胸吻胸添奶头GIF动态图免费| 亚洲午夜性春猛交XXXX | AV福利无码亚洲网站麻豆| 免费网站在线观看国产v片| 91原创在线| 精品一区二区三区免费观看| 亚洲一区免费在线观看| 久久日韩精品无码一区| 99久久精品久久久| 日本xxxxxxxxx老师59| 国产精品视频第一区二区三区| 日本wwwxx| 国产精品99re6热在线播放| 亚洲欧洲无码AV在线观看你懂的| 精品视频在线播放| 99久久精品久久久| 无码137片内射在线影院| 久久AV无码AV高潮AV不卡| 97国产在线播放| 小SB几天没做SAO死了H| 两个人在线观看的视频720| 中文人妻熟妇精品乱又伧|