運算放大器的輸入和輸出限制


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  運放采用雙電源供電,輸出緊跟輸入的變化。在輸入端加入一個幅值為±1.5V的三角波,發現輸出有削波現象,問題原因是什么?

為弄清此問題,需要了解共模輸入電壓(輸入電壓擺幅)和輸出電壓擺幅 。

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1.共模輸入電壓

  定義了正常輸入時,所需的共模電壓范圍,共模輸入電壓通常與運放的供電電源有關。如果超過這個范圍,輸出信號就會工作在非線性,引起失真;

2.輸出電壓擺幅

與運放供電電源有關。同樣,如果超過這個范圍,同樣使得輸出信號產生失真。

如下圖所示:

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注意:我們平常說的軌對軌運算放大器,共模輸入電壓可以達到供電電源范圍,達到供電電源的兩個軌,輸出電壓接近電源軌。

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  首先對於上圖的共模輸入電壓為0V,工作在其范圍,但是輸出也是0V,不在輸出電壓擺幅范圍內,所以引起了輸出電壓可能達到200mV,引起了較大誤差。

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  由上圖可以分析出,輸入電壓不在共模輸入電壓范圍內,所以可能會導致輸出電壓不在μV級別,可能回答道mV級別。

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  再回到起初問題,關於輸入是±1.5V的三角波,輸出卻出現削波現象,其原因在於輸入幅值不在共模輸入電壓范圍。當三角波幅值達到1.5V時,已經超過共模輸入電壓的最大值1V,所以會產生削波現象;

  總結:對於使用運放時,需要考慮輸入電壓是否在共模輸入電壓范圍,同時還要考慮輸出電壓擺幅問題。


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