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  • 運算放大器與比較器有哪些不同?如何區分?

    運算放大器與比較器有哪些不同?如何區分?

    許多人偶爾會把運算放大器當比較器使用。一般而言,當您只需要一個簡單的比較器,並且您在四運算放大器封裝中還有一個“多餘”運算放大器時,這種做法是可行的。穩定運算放大器運行所需的相位補償意味着把運算放大器用作比較器時其速度會非常的低,但是如果對速度要求不高,則運算放大器可以滿足需求。 偶爾會有人問到我們運算放大器的這種使用方法。這種方法有時有效,有時卻不如人們預期的那樣效果好。為什麼會出現這種情況呢? 由於對這兩個東西比較迷糊,下面是百度出來的內容,相信我們都能理解。 運算放大器我們也叫它集成運放,如果把它上邊的標識打磨掉的話很難區分它是集成運放芯片還是其它功能的集成芯片,在有的電子電路板中廠家為了保護自己家的技術被別人山寨,有的集成放大器芯片或者比較器芯片都被打磨掉了,為我們維修帶來一定的影響。因為從外觀看兩者長髮非常相似,以至於有很多初學者會經常混淆兩者究竟是運算放大器還是比較器,現分享一下兩者的區別。 一、比較器和運算放大器,基本概念相同 內部區別:運算放大器為互補輸出,可以輸出不失真的模擬信號,一般閉環使用,開環或少量正反饋,也可當比較器,比較器一般為OC(集電極開路)輸出,方便多路並聯,輸出開關信號,需上拉電阻,多數為開環使用,某些場合,要求有回差,可以引進一定的正反饋。 放大器輸出有迴路到輸入,就是有反饋,是閉環。可能是一個電阻,也可能還有電容等。根據接到輸入的哪個輸入端,判斷是正反饋還是負反饋。接到同相端(+)的是正反饋。負端(-)是負反饋。 引入正反饋,系統可能震盪,適當加入,可以產生遲滯(回差)。 放大器一般引入負反饋,可得到固定的放大倍數。 環的概念:信號-檢測-和標準比較-再控制輸入信號的某個參數,使其達到標準。這是一個閉環系統,是負反饋系統(控制使輸入參數穩定)。 二、放大器是用來放大小信號用的,強調是等比放大。 用處嘛,自然是各種模擬信號之間的加減乘除微分積分運算。相比之下,比較器則是用來比較正負兩個輸入端輸入電壓差值的,只要差值滿足一定的要求,他的輸出狀態就立刻改變。它的重要參數也多是關於轉折特性的。用處嘛,主要是滯回比較等信號鑑別運算。或者我們可以這樣理解,比較器是一種以模擬電路為形式,以數字信號輸入、輸出為特點的過渡性質的電路形式。 三、比較器就是沒有反饋(正反饋,負反饋)的運算放大器 當正輸入大於負輸入時,輸出無窮大(理論) 當正輸入小於負輸入時,輸出無窮小(理論)運算放大器要根據反饋算輸出。綜上,其實2者沒根本區別。書本理論中介紹的比較器一般是用運算放大器(下面簡稱運放)來做的。當運放加入了負反饋環路的時候,整個電路本身就可以視為一個帶有一定增益的放大電路。一個經典的運放IC製作的放大器:電路的增益G為 G=Rf/Rin。 運放同時也可以用作比較器,只是以正反饋取代負反饋。當電路加入了正反饋之後,輸出電壓會在這個IC的電源電壓飽和,但是不會也不能超過電源電壓。為經典的比較電路:電阻為 +極提供了參考電壓,每當-極電壓超過+極之時,輸出電壓就會反轉。總之,取決於運放外接的電路是負反饋還是正反饋,他可以被分別用做放大器或者是比較器。 四、運算放大器和比較器共同之處 在説到它們的區別之前先看看它們的共同之處,從製造上來説運算放大器和比較器都是將三極管、電阻以及導線集成在一種半導體的基片上的,從外表看都是一個完整、獨立的集成芯片,外觀都一樣;從內部看都是一個比較複雜的大規模集成電路。 五、運算放大器和比較器不同之處 不同之處。我認為第一點它們的不同之處是所處的工作階段不一樣,運算放大器都是工作在線性應用階段,也就是説在這個階段它的輸入電壓與放大了的輸出電壓有一個成比例的關係,正是因為這個關係才使它具有放大的功能。比較器是工作在非線性階段,也就是説在這個階段它的輸入與輸出不再成比例輸出了,這時也就沒有放大作用了,在這個階段它的輸出只有兩個狀態,那就是“高電平”和“低電平”狀態,如果用數字表示的話就是“1”和“0”的概念。在一般的通用放大器中都會都這兩個階段,而在比較器中只有非線性這一個階段,我們也可以這樣説,放大器在一定條件下可以作為比較器使用,但比較器不能夠當作放大器來用。 第二的不同點是運算放大器在工作中都加入了負反饋這一電路環節,有的還具有深度負反饋,鑑於這種電路結構可以製成模擬的加法電路、減法電路等。而比較器是沒有這些反饋環節的,也不能加入這些環節,否則會造成電路的不穩定,因此按照控制來説它應該是一個“開環”的電路,比如單門限電壓比較器電路和雙門限電壓比較器電路。 第三點是從他倆的工作速度上講運算放大器的工作速度要比比較器慢一個數量級,比如比較器的翻轉速度大約在納秒(ns)數量級,而運放翻轉速度一般為微秒(us)數量級。我們用過比較器LM393和運算放大器LM358的都知道,LM393的反轉的工作速度要比運算放大器LM358的反應速度快許多。 第四點是內部電路結構不同,對於運算放大器它的最後的輸出級是推輓電路模式而且是雙極性輸出,可以驅動較強的負載。而比較器最後的輸出級是漏極開路結構模式,所以需要上拉電阻它與數字電路可以很好的匹配。 六、常用的運算放大器與比較器 我在平時用到的運算放大器除了剛才提到的LM358外另外還有四運放LM324和單運放μA741等;對於比較器來説常用的有四電壓比較器LM339和雙電壓比較器LM393等都比較常用。 通過今天的全面分析一下,希望能夠幫助大家夯實基礎,讓工程師更上一層樓。 【遞四方香港】 適用消費電子的三電平H橋輸出D類放大器 用漏斗放大器測量電流的教程 一種應用於汽車的D類放大器設計方案 儀表放大器:傳感器應用的理想電路 適用消費電子的三電平H橋輸出D類放大器

    時間:2021-01-10 關鍵詞: 比較器 運算放大器 電路

  • 圖文並茂!一文知曉運放的軌至軌特性

    跟隨器電路: 前級採樣電阻上的採樣電壓 VI_AMP_IN 經 U6 的跟隨作用 VI_AMP_OUT 送至 ADC 進行A/D 轉換,U6 在此處的作用:減輕“負載效應”提高採集精度。D3,D4 為運放的輸入保護二極管,當輸入異常電壓比電源電壓還要高 VF(二極管正向導通壓降)或者比地電位低 VF時,二極管將會導通鉗位。1、LMV831 的主要特性 其一,該運放輸入誤差電壓 VOS最大為 1mV,有利於提高整體精度; 其二,由於採用 CMOS 工藝,輸入偏置電流低至 0.1pA,故不需要在消除偏置電壓上花費額外精力; 其三,輸出驅動電流達到 30mA,很適合與 ADC 配合使用; 其四,該運放在 1.8GHz 的頻率下 EMIRR 高達 120dB,這一特性有利於抵抗板上射頻模塊的干擾; 其五,軌至軌輸出,在單電源供電條件下非常重要。2、輸出特性 從上表可以看出負載越重,運放輸出軌至軌特性越差,但因為本次案例運放後級是連接低速 ADC,因此負載很輕,取表中的 6mV(VOH)和 5mV(VOL)作為典型值即可。單電源供電條件下,會將負載電阻 RL接至 V+/2,實則是以 V+/2 作為虛擬地。3、仿真驗證建立仿真電路如下: 如 Figure 1-2 所示,將 LMV831 搭成放大倍數為 2 的同相放大器,同時輸入幅值為 5V,頻率為 10Hz 的三角波(為了能讓輸出飽和),仿真結果如 Figure 1-3 所示,顯然,輸出幅度非常接近 LMV831 的供電電壓 4.5V,量得幅值為 4.49V(梯形波形的平台部分),波形下端也接近 0V,從而證實了該運放的軌至軌輸出特性。 4、軌到軌,還有細節需要注意:ADC 的可接受電壓範圍為 0~4.096V,而現在 LMV831 搭成的跟隨器可以支持 0~4.49V 的輸出,似乎萬事俱備,若前級採樣電壓也是 0~4.096V 範圍(即運放輸入電壓),整個電路堪稱完美!然而,直覺告訴我,事情肯定沒這麼簡單。我突然想起當初選型時,TI 的運放篩選條件下,有一個 Rail-to-Rail選項: 這個選項從左到右分別為:輸入軌至軌,輸出軌至軌,輸入到正軌,輸入到負軌——等等,那麼 LMV831 是否支持軌至軌輸入?我滿懷期待,然而遺憾的是,LMV831 數據手冊並未提及輸入是否也是軌至軌,進一步查閲發現該運放在 3.3V 供電時,共模輸入範圍為-0.1V~2.1V!也就是説3.3V供電的時候,LMV831 是不支持軌至軌輸入的!5、輸入特性運放的共模輸入範圍與供電電壓密切有關,電壓越高,輸入範圍越大。為了驗證 4.5V 供電電壓下的最高不失真輸入電壓,搭建了 Figure 1-4 所示的仿真電路。 對該電路執行“參數仿真”,分別測試供電電壓為 3.3V、3.9V、4.5V 下的輸出電壓,如 Figure 1-5 所示,三角波為輸入波形,3 個類似等腰梯形的波形為運放輸出,其中,暗黃色為 4.5V 供電電壓時的輸出,綠色對應 3.9V 供電電壓,紫色對應 3.3V 供電電壓,顯而易見:第一,LMV831 並非軌至軌輸入;第二,該運放的共模輸入範圍隨供電電壓的提高而擴大,在 4.5V 供電電壓下跟隨器(增益為 1)最大輸出電壓約為 3.39V,也即最大輸入電壓為 3.39V。簡言之,4.5V 供電電壓下,LMV831 的最大共模輸入電壓(不失真)為 3.39V。 在得知這個真相之後,一方面將運放的供電電壓從 3.3V 提高到 4.5V,提高輸出的範圍,另一方面將採樣電阻值改小,從而讓最大采樣電壓小於 3.39V,從而規避了改板的風險!6、實際驗證實際產品中用了 91:34 的電阻對輸入 0~10V 進行分壓,分壓再經電壓跟隨器送至 ADC 進行 A/D 轉換,分別測量電阻採樣電壓、運放輸入端電壓、運放輸出端電壓、A/D 轉換電壓,繪出 Figure 1-6。 留意表格 1-2 的數據,隨着運放輸入電壓緩慢接近“閾值”,傳遞誤差急劇增加,當輸入電壓為 3.9954V 時,運放索性飽和輸出 4.5460V!通過繪製圖表 Figure 1-6 可以很明顯觀察到這個現象,從而證實了猜想。實際上我的目的也達到了,因為我只需要 0~12V 外部輸入時線性度滿足 0.2% F.S 就足夠了。 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-16 關鍵詞: PCB 運算放大器

  • 運算放大器和比較器有什麼區別?

    運算放大器和電壓比較器在原理符號上確實是一樣的,都有5個引腳,其中兩個引腳為電源+和電源-,還有兩個引腳為同相輸入端(+)和反向輸入端(-),最後一個引腳是輸出端。 但是它們的功能是不一樣的,運放的功能及用途更復雜,而比較器就相對簡單得多。 電壓比較器 下面簡單講解一下比較器的基本原理,比較器的原理挺簡單,目的是比較兩個輸入端的電壓大小,若正輸入端的電壓為a,負輸入端的電壓為b,則當a>b時,輸出為高電平(邏輯1);當a<b時,輸出為低電平(邏輯0)。 下面結合原理圖進行説明,如下圖原理圖,比較器輸入端的電壓為IN1、IN2,供電為VCC/GND,上拉電阻1K,上拉電壓為VCC。 當輸入電壓IN1>IN2時,即正輸入端的電壓較高,輸出高電平(VCC); 當輸入電壓IN2>IN1時,即負輸入端的電壓較高,輸出低電平(0V)。 比較器的用途很廣,可用於比較熱敏電阻、光敏傳感器等電壓信號,用於離散量控制,比如通過比較器採集光敏電阻的電壓判斷白天還是夜晚等,比較器還可以用於模擬量負反饋電路當中,比如電壓調節等。 運算放大器 運放的用途很多,基本的運放電路有同相比例放大電路、反相比例放大電路、加法器、減法器、差分比例運算電路、微分電路、積分電路等,掌握這些基本的集成運放電路原理,基本上可以區分電路圖中符號一樣的電路符號屬於比較器還是運放。 一般情況下,運放都會在輸出端與輸入端之間串聯一個電阻用於反饋,而一般情況下電壓比較器輸出端與輸入端之間是沒有電阻的,絕大部分電路都可以通過此區別來區分,但是也有特殊情況,這要根據具體原理具體分析了。 比如 運放也可以當比較器使用 ,其輸出端與輸入端之間開環(不接反饋電阻),使用運放當比較器其別在於不用上拉電阻,當IN1>IN2時,輸出電壓為VCC(運放電源電壓),當IN1<IN2時,輸出電壓為0。 總結 專業基礎紮實,掌握電壓比較器和運放的基本電路之後,基本上直接就能夠判別原理屬於運放還是比較器,只有少量的特殊情況需要具體分析,通過專業知識分析其原理很快就能夠判別其屬於運放還是比較器。 相關文章推薦: 模擬電路的精髓:運放,該如何選型? 學會虛斷和虛短,運放電路就不難! 差分運放,PT100採集處理電路設計 模電老司機這樣説:學會“虛短”和“虛斷”,運放電路分析不求人 單比較器設計的滯回電路如何改變滯回回差? 合理使用運算放大器,方便你我他! 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-11-24 關鍵詞: 比較器 運算放大器

  • 貿澤開售Analog Devices LTC6228和LTC6229運算放大器

    貿澤開售Analog Devices LTC6228和LTC6229運算放大器

    2020年11月19日 – 專注於引入新品並提供海量庫存的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 即日起備貨Analog Devices LTC6228和LTC6229低失真730MHz運算放大器。LTC6228單通道運算放大器和LTC6229雙信道運算放大器可提供高速、低噪聲的軌到軌輸出,支持高精度模數轉換,可滿足測試和測量、光學電子元件、醫療影像和數據採集等應用的需求。 貿澤電子分銷的Analog Devices LTC6228和LTC6229運算放大器具有超低的0.88nV/√Hz電壓噪聲,並且4VP-P下的失真性能優於−100dB,即使對於速度高達2MHz的大信號也不例外。這些器件擁有出色的性能指標,可實現動態範圍非常高的應用。 LTC6228和LTC6229運算放大器可在2.8V至11.75V的單一電源下運行,並且可以支持±5V電源電壓(或電壓更低的其他分流電源),同時在500V/µs的高頻和壓擺率下仍能保持優異的性能。它們的輸入共模範圍包括負電源軌,而輸出則可在軌到軌之間擺動。LTC6229採用小巧的3mm × 3mm DFN封裝,而LTC6228則採用2mm × 2mm DFN封裝。兩款運算放大器均提供−40°C至125°C的寬作業温度範圍,專為白色家電、光學電子產品、儀器儀表和高密度系統而設計。 LTC6228和LTC6229運算放大器旨在驅動LTC2387-18 18位逐次逼近寄存器 (SAR) 模數轉換器 (ADC),用於高速數據採集和成像應用。LTC2387-18 ADC具有出色的線性度和寬動態範圍,在高輸入頻率下的失真非常低。

    時間:2020-11-19 關鍵詞: 貿澤 ltc6229 運算放大器

  • 運放電路:同相放大還是反相放大?

    導語 電子電路中的運算放大器,有同相輸入端和反相輸入端,輸入端的極性和輸出端是同一極性的就是同相放大器,而輸入端的極性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。 反相放大器 圖一運放的同向端接地=0V,反向端和同向端虛短,所以也是0V,反向輸入端輸入電阻很高,虛斷,幾乎沒有電流注入和流出,那麼R1和R2相當於是串聯的,流過一個串聯電路中的每一隻組件的電流是相同的,即流過R1的電流和流過R2的電流是相同的。 流過R1的電流:I1=(Vi-V-)/R1………a 流過R2的電流:I2=(V--Vout)/R2……b V-=V+=0………………c I1=I2……………………d 求解上面的初中代數方程得 Vout=(-R2/R1)*Vi 這就是傳説中的反相放大器的輸入輸出關係式了。 同相放大器 圖二中Vi與V-虛短,則Vi=V-……a 因為虛斷,反向輸入端沒有電流輸入輸出,通過R1和R2的電流相等,設此電流為I,由歐姆定律得: I=Vout/(R1+R2)……b Vi等於R2上的分壓,即:Vi=I*R2……c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 這就是傳説中的同相放大器的公式了。 選擇同相放大器還是反相放大器 運算放大器可以接成同相放大也可以接成反相放大,那使用同相放大好還是反相放大好呢?我們先來看同相放大和反相放大的區別: 同相放大器特點 優點:輸入阻抗和運放的輸入阻抗相等,接近無窮大 缺點:放大電路沒有虛地,因此有較大的共模電壓,抗干擾能力相對較差,使用時要求運放有較高的共模抑制比,另一個小缺點就是放大倍數只能大於1 反相放大器特點 優點:兩個輸入端電位始終近似為零(同相端接地,反相端虛地),只有差模信號,抗干擾能力強 缺點:輸入阻抗很小,等於信號到輸入端的串聯電阻的阻值 對比同相放大器和反相放大器 另外就是二者的增益計算公式不同,相位相反。由此可見,對比它們要在以下幾個方面:輸入輸出阻抗,共模的抗干擾。 同相放大器的輸入阻抗和運放的輸入阻抗相等,接近無窮大,同相放大器的輸入電阻取值大小不影響輸入阻抗;而反相放大器的輸入阻抗等於信號到輸入端的串聯電阻的阻值。因此當要求輸入阻抗很高的時候就應選擇同相放大器。 同相放大器的輸入信號範圍受運放的共模輸入電壓範圍的限制,反相放大器則無此限制。因此如果要求輸入阻抗不高且相位無要求時,首選反相放大,因為反相放大隻存在差模信號,抗干擾能力強,可以得到更大的輸入信號範圍。 在設計中要求放大倍數相同的情況下儘量選擇數值小的電阻配合,這樣可以減小輸入偏置電流的影響和分佈電容的影響。如果很計較功耗,則要在電阻數值方面折中。 -END- | 整理文章為傳播相關技術,版權歸原作者所有 | | 如有侵權,請聯繫刪除 | 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-11-13 關鍵詞: 電路圖 運算放大器

  • 運算放大器和比較器在實際應用中如何區分?

    運算放大器和比較器無論外觀或圖紙符號都差不多,那麼它們究竟有什麼區別,在實際應用中如何區分? 今天我們來圖文全面分析一下,夯實大家的基礎,讓工程師更上一層樓。 先看一下圖1,這是運算放大器和比較器的內部區別圖: 圖1 從內部圖可以看出運算放大器和比較器的差別在於輸出電路。運算放大器採用雙晶體管推輓輸出,而比較器只用一隻晶體管,集電極連到輸出端,發射極接地。比較器需要外接一個從正電源端到輸出端的上拉電阻,該上拉電阻相當於晶體管的集電極電阻。運算放大器可用於線性放大電路(負反饋),也可用於非線性信號電壓比較(開環或正反饋)。電壓比較器只能用於信號電壓比較,不能用於線性放大電路(比較器沒有頻率補償)。兩者都可以用於做信號電壓比較,但比較器被設計為高速開關,它有比運算放大器更快的轉換速率和更短的延時。 No.1  運算放大器  運算放大器在主板電路圖中很常見,一般用於穩壓電路;在負反饋電路中,它與晶體管配合相當於一個三端穩壓器,但使用起來更靈活。如圖2: 圖2 在許多情況下,需要知道兩個信號中哪個比較大,或一個信號何時超出預設的電壓(用作電壓比較)。用運算放大器便可很容易搭建一個簡單電路實現該功能。當V+電壓大於V-電壓時,輸出高電平。當V+電壓小於V-電壓時,輸出低電平。如圖3: 圖3 分析一下電路,2.5V經電阻分壓得到1V輸入到V-端,當總線電壓正常產生1.2V時,輸入到V+,此時V+電壓比V-電壓高,輸出一個高電平到CPU電源管理芯片的EN開啓腳。如果總線電壓沒輸出或不正常少於1V,此時V+電壓比V-電壓低,輸出低電平。 No.2  電壓比較器  當比較器的同相端電壓(V+)低於反相端電壓(V-)時,輸出晶體管導通,輸出接地低電平;當同相端電壓高於反相端時,輸出晶體管截止,通過上拉電阻的電源輸出高電平。如圖4: 圖4 分析一下該電路,上面的比較器U8A當有VCC輸出時經過分壓電阻分壓後,輸入到同相端(V+),其電壓大於5VSB經分壓後輸入到反相端(V-)的電壓,內部晶體管截止,輸出經上拉電阻的電源12V(同時下面的比較器U8B同相端電壓也大於反相端,內部晶體管也是截止),N溝道場管Q37導通,輸出VCC5V。同時P溝道場管Q293截止。反之,當反相端電壓大於同相端電壓時,內部晶體管導通,上拉電源12V被拉低為低電平,N溝道場管Q37截止,同時P溝道場管Q293導通,輸出5VSB。這個就是5VDUAL產生電路。 在實際應用中比較器都需要上拉電源,而運算放大器一般不需要。 -END- | 整理文章為傳播相關技術,版權歸原作者所有 | | 如有侵權,請聯繫刪除 | 【遞四方香港】看了這20種運放典型電路,你還敢説你用不到嗎? 【遞四方香港】直觀的讓人發毛!巧識濾波、穩壓、比較、運放電路 【遞四方香港】乾貨!運放的電壓追隨電路分析 【遞四方香港】怎樣理解運放的軌至軌特性?這篇文章給你打開大門! 【遞四方香港】運放的電壓追隨電路 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-11-10 關鍵詞: 比較器 運算放大器

  • 運算放大器的串聯:如何同時實現高精度和高輸出功率

    運算放大器的串聯:如何同時實現高精度和高輸出功率

    工程師常常面對各種挑戰,需要不斷開發新應用,以滿足廣泛的需求。一般來説,這些需求很難同時滿足。例如一款高速、高壓運算放大器(運放),同時還具有高輸出功率,以及同樣出色的直流精度、噪聲和失真性能。市面上很少能見到兼具所有這些特性的運算放大器。但是,您可以使用兩個單獨的放大器來構建這種放大器,形成複合放大器。將兩個運算放大器組合在一起,就能將各自的優勢特性集成於一體。這樣,與具有相同增益的單個放大器相比,兩個運算放大器組合可以實現更高的帶寬。 複合放大器 複合放大器由兩個單獨放大器組合而成,分別具有不同的特性。圖1所示就是這種結構。放大器1為低噪聲精密放大器ADA4091-2。 在本例中,放大器2為AD8397,具有高輸出功率,可用於驅動其他模塊。 圖1. 兩個運算放大器串聯構成複合放大器的示意圖 圖1所示的複合放大器的配置與同相放大器的配置類似,後者具有兩個外部操作電阻R1和R2。將兩個串聯在一起的運算放大器看作一個放大器。總增益(G)通過電阻比設置,G = 1 + R1/R2。如果R3與R4電阻比發生變化,會影響放大器2 (G2)的增益,也會影響放大器1 (G1)的增益或輸出電平。但是,R3和R4不會改變有效總增益。如果G2降低,G1將增加。 帶寬擴展 複合放大器的另一個特性是具備更高帶寬。相比單個放大器,複合放大器的帶寬更高。所以,如果使用兩個完全相同的放大器,其增益帶寬積(GBWP)為100 MHz,增益G = 1,那麼–3 dB帶寬可以提高約27%。增益越高,效果越明顯,但最高只能達到特定限值。一旦超過限值,可能會不穩定。兩個增益分佈不均時,也會出現這種不穩定的情況。一般來説,在兩個放大器的增益均等分佈的情況下,可獲得最大帶寬。採用上述值(GBWP = 100 MHz、G2 = 3.16、G = 10),在總增益為10時,兩個放大器組合的–3 dB帶寬可以達到單個放大器的3倍。 這種説明相對簡單。增益均勻分佈時,G2也會獲得與放大器1相同的有效增益。但是,每個獨立放大器的開環增益更高。增益較低時,例如,從40 dB降至20db時,兩個放大器都會在開環曲 線的低區域內運行(參見圖2)。如此,與具有同樣增益的單個放大器相比,複合放大器可獲得更高帶寬。 圖2. 通過複合放大器擴展帶寬 直流精度和噪聲 在典型運算放大器電路中,部分輸出會饋送到反相輸入。如此,可以通過反饋路徑來修正輸出誤差,以提高精度。圖1所示的組合也為放大器2提供了單獨的反饋路徑,雖然它也在放大器1 的反饋路徑中。整體配置輸出會因放大器2產生更大誤差,但在反饋給放大器1時,會修正這種誤差。因此,可以保持放大器1的精度。輸出失調僅與第一個放大器的輸入失調誤差成正比,與第二個放大器的失調電壓無關。 噪聲分量也一樣。它也通過反饋得到修正,其中交流信號與兩個放大器級的帶寬預留相關。只要第一個放大器級具備足夠帶寬,它就會修正放大器2的噪聲分量。至此,其輸出電壓噪聲密 度占主導地位。但是,如果超過了放大器1的帶寬,那麼第二個放大器的噪聲分量開始佔主導。如果放大器1的帶寬過高,或者遠高於放大器2的帶寬,就會產生問題。這可能導致複合放大器的輸出中出現額外的噪聲峯值。 結論 通過將兩個放大器串聯在一起,可以將兩者的出色特性相結合,從而獲得使用單個運算放大器無法實現的結果。例如,可以實現具有高輸出功率和高帶寬的高精度放大器。圖1所示的示例電路使用了軌到軌放大器AD8397(–3 dB帶寬 = 69 MHz)和精密放大器ADA4091-2(–3 dB帶寬 = 1.2 MHz),將兩者組合得到的帶寬比單個放大器(放大器1)的帶寬要高2倍以上(G = 10)。此外,將AD8397和各種精密放大器組合,還可以降低噪聲,並改善THD特性。但是,在設計中,還必須通過修正放大器配置來確保系統的穩定性。如果考慮所有標準,複合放大器也可能適用於各種要求嚴苛的廣泛應用。

    時間:2020-11-02 關鍵詞: 高精度 高輸出功率 運算放大器

  • 合理使用運算放大器,方便你我他!

    運算放大器是具有很高放大倍數的電路單元,在實際電路中,通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊,它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。 目前,運算放大器被廣泛應用於電子行業中,但是如果在使用運算放大器的過程中不“遵守”一些規則,可能會造成嚴重後果。 下面談談我用運算放大器的一點體驗和經驗: 0 1 運算放大器的輸出電壓問題 目前市場上的運算放大器依然存在一些不可避免的缺陷,輸出電壓很難達到其理想的電源電壓(空載情況下可以達到電源電壓)。 而且實際應用中,輸出電壓都會帶有一定的負載,負載越大,其電壓損耗越大。 那麼這個時候如果引入負電源,其電壓輸出就能夠達到理想的電源電壓範圍。 0 2 反饋迴路千萬不能並接電容 如果一個用於直流信號放大的電路,為了去耦,不小心把電容並接到了反饋迴路,反饋信號的相位發生了改變,很容易就會發生振盪。 所以,在放大電路中,反饋迴路不能加入任何影響信號相位的電路。 0 3 反饋迴路的Layout注意事項 反饋迴路的元器件必須要靠近運算放大器,而且PCB走線要儘量短,同時要儘量避開數字信號、晶振等干擾源。 反饋迴路的佈局佈線不合理,則會容易引入噪聲,嚴重會導致自激振盪。 0 4 運算放大器輸入電壓限制 眾所周知,電子元器件都是在特定的輸入電壓範圍內正常工作的,運算放大器當然也不例外。 如果運算放大器的輸入電壓超出範圍,那麼運算放大器就會出現工作不正常的現象,甚至一些更嚴重的情況。 0 5 必須重視電源濾波 運算放大器的電源濾波不容忽視,電源的好壞直接影響輸出。 特別是對於高速運算放大器,電源紋波對運算放大器輸出干擾很大,弄不好就會變成自激振盪。 所以最好的運算放大器濾波是在運算放大器的電源腳旁邊加一個0.1uF的去耦電容和一個幾十uF的鉭電容,或者再串接一個小電感或者磁珠,效果會更好。 0 6 結語 只要合理的使用運算放大器,便不用擔心使用運算放大器帶來的問題。 目前隨着國內智能穿戴、便攜電子設備空前發展,運算放大器的應用範圍將會得到進一步提升。 關注微信公眾號『玩轉嵌入式』,後台回覆“128”獲取乾貨資料彙總。 視頻仿真推薦: 視頻仿真:整流橋-脈動直流 視頻展示:什麼是拉電流/灌電流 視頻仿真:易出錯的典型電路。 視頻:555構成多諧振盪電路,輸出脈寬可調的方波 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-10-27 關鍵詞: 電路設計 運算放大器

  • 模擬電路的精髓:運放,該如何選型?

    運放是模擬電路中非常常用的電子元器件可以起到小信號的放大作用、實現不同電壓的比較等作用。運放電路設計起來很不容易,在型號選擇上一定要謹慎。下面和大家分享一下運放選型的方法。 1 從供電電源方面來考慮 運放多數都是即可以雙電源供電,又可以單電源供電的,而有的運放卻只支持單電源供電,並且供電範圍也不相同。在選擇運放時,供電範圍一定要考慮清楚供電參數,以防止因供電問題導致運放電路不能正常工作。 2 是否是軌到軌應用 軌到軌有輸入和輸出之分,多數情況下是指輸出軌到軌,即滿幅輸出,輸出信號能達到電源的幅值。如果用在精密放大、對輸入輸出關係要求線性要求較高、輸出幅值要求能達到電源幅值,必須使用軌到軌的運放。如果不要求線性輸出或者僅僅用作比較,則可以考慮非軌到軌運放。如常用的LM358是非軌到軌運放。 3 考慮共模抑制比 共模抑制比用CMRR來表示,是指對兩個輸入端上的共模信號的抑制能力,定義式表示為對差模信號的電壓增益與共模信號電壓增益的比值,表示了差模輸入時抑制共模干擾信號能力,是衡量了運算放大器對輸入信號共模信號的抑制能力。在設計運放電路時一定要考慮共模信號的輸入範圍,防止電路不能正常工作。 4 是否是精密運放 在放大微弱信號時,對運放的精密性要求比較高,需要考慮輸入失調電壓,是否存在零漂。在使用一些模擬類傳感器時,可能會發現這樣的説明:輸入為零時,輸出信號不大於多少。運放都存在輸入失調電壓的情況,即輸入為零時,輸出不為零,需要電路調整。 5 其他參數 其他參數,如工作温度範圍、封裝形式、運放通道數、價格等。 總之,運放的選擇是比較複雜的,不同運放之間,價格相差巨大,一定要根據實際使用情況,正確選擇運放參數。 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-10-26 關鍵詞: 模擬電路 運算放大器

  • 學會虛斷和虛短,運放電路就不難!

    什麼是運算放大器 運算放大電路是模擬電路的精髓所在,起到信號放大的作用,設計不同的反饋網絡,運算放大器可以實現加法、減法、微分和積分等數學運算功能。其功能強大,多級放大電路分析起來也有一定的難度。好在有方法可用,比如利用“虛短”和“虛斷”分析運放電路。 運放電路分析方法 今天藉助一個後台粉絲髮的電路圖,跟大家介紹以下虛斷和虛短的用法。 同相比例運放電路 上圖中,運放的同相端接的是一個電壓基準芯片,電壓為2.5V,負向端通過一個電阻R2接地,電阻R1構成反饋網絡。從電路結構上很容易判斷,這是一個同相比例運算放大電路。 虛短的使用方法 在運放電路中使用虛短分析問題時,是有條件的,運放需工作在放大狀態,需要滿足兩個條件: 運放的開環增益足夠大; 運放存在負反饋電路; 運放的輸出Vo,放大增益G還有輸入V+和V-存在如下的關係: Vo = G×(V+-V1),Vo的最大值是不會超過供電電源的,要想增益G足夠大,那麼V+和V-的差值就要足夠的小,小到一定程度就可以得出V+=V-,這就是虛短的由來。所以,上圖中同相端是2.5V,那麼負向端的輸入也是2.5V。 虛斷的使用方法 運放電路的輸入阻抗非常大,以至於輸入端流入的電流微乎其微,從而可以忽略不計,可以認為是斷路的,實際上並沒有斷,叫做“虛斷”。所以,流過電阻R2的電流和流過電阻R1的電流是相等的。即得到如下計算公式: (Vo-2.5)/R1 = (2.5-0)/R2,由此得出Vo=2.5×(1+R1/R2)。 仿真結果 通過使用Proteus仿真軟件可以查看仿真結果,搭建好的仿真電路如下所示。 搭建好的運放電路 正向端的2.5V直接用電源代替,LM358用24V供電,輸出端接DC直流電壓表。 當電阻R1/R2=1時,放大倍數為2倍,輸出為5V,其仿真輸出如下所示。 放大2倍時的輸出 當電阻R1/R2=2時,放大倍數為3倍,輸出為7.5V,其仿真輸出如下所示。 放大3倍時的輸出 當電阻R1/R2=3時,放大倍數為4倍,輸出為10V,其仿真輸出如下所示。 放大4倍時的輸出 當電阻R1/R2=4時,放大倍數為5倍,輸出為12.5V,其仿真輸出如下所示。 放大5倍時的輸出 當電阻R1/R2=11時,放大倍數為12倍,其仿真輸出如下所示。 飽和輸出 當放大倍數為11倍時,理論上運放會輸出30V,但是運放的輸出最大不會超過供電電壓,而LM358不是軌到軌的運放,所以不會滿幅輸出,最大輸出為比電源電壓低1.5-2V左右,所以仿真輸出22.5是正常的。 大家在用虛短和虛斷分析運放電路時一定要注意虛短的使用條件,運放電路難計算但是並不可怕。歡迎大家關注本頭條號:玩轉嵌入式,獲取更多電子知識。 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-10-26 關鍵詞: 電路圖 運算放大器

  • 知識貼!運算放大器和比較器的本質區別

    概述 運算放大器和比較器無論外觀或圖紙符號都差不多,那麼它們究竟有什麼區別,在實際應用中如何區分?今天我來圖文全面分析一下,夯實大家的基礎,讓工程師更上一層樓。 先看一下它們的內部區別圖: 從內部圖可以看出運算放大器和比較器的差別在於輸出電路。運算放大器採用雙晶體管推輓輸出,而比較器只用一隻晶體管,集電極連到輸出端,發射極接地。 比較器需要外接一個從正電源端到輸出端的上拉電阻,該上拉電阻相當於晶體管的集電極電阻。 運算放大器可用於線性放大電路(負反饋),也可用於非線性信號電壓比較(開環或正反饋)。 電壓比較器只能用於信號電壓比較,不能用於線性放大電路(比較器沒有頻率補償) 。 兩者都可以用於做信號電壓比較,但比較器被設計為高速開關,它有比運算放大器更快的轉換速率和更短的延時。 運算放大器 做為線性放大電路,我這裏就不多説了(以後有需要單獨討論放大器),這個在主板電路圖很常見,一般用於穩壓電路,使用負反饋電路它與晶體管配合相當於一個三端穩壓器,但使用起來更靈活。如下圖: 在許多情況下,需要知道兩個信號中哪個比較大,或一個信號何時超出預設的電壓(用作電壓比較)。用運算放大器便可很容易搭建一個簡單電路實現該功能。當V+電壓大於V-電壓時,輸出高電平。當V+電壓小於V-電壓時 ,輸出低電平。如下圖: 分析一下電路,2.5v經電阻分壓得到1V輸入到V-端,當總線電壓正常產生1.2v時,輸入到V+,此時V+電壓比V-電壓高,輸出一個高電平到CPU電源管理芯片的EN開啓腳。如果總線電壓沒輸出或不正常少於1v,此時V+電壓比V-電壓低,輸出低電平。 電壓比較器 當比較器的同相端電壓(V+)低於反相端電壓(V-)時,輸出晶體管導通,輸出接地低電平;當同相端電壓高於反相端時,輸出晶體管截止,通過上拉電阻的電源輸出高電平。如下圖: 分析一下該電路,上面的比較器U8A當有VCC輸出時經過分壓電阻分壓後,輸入到同相端(V+),其電壓大於5VSB經分壓後輸入到反相端(V-)的電壓,內部晶體管截止,輸出經上拉電阻的電源12v(同時下面的比較器U8B同相端電壓也大於反相端,內部晶體管也是截止),N溝道場管Q37導通,輸出VCC5V。同時P溝道場管Q293截止。反之,當反相端電壓大於同相端電壓時,內部晶體管導通,上拉電源12V被拉低為低電平,N溝道場管Q37截止,同時P溝道場管Q293導通,輸出5VSB。這個就是5VDUAL產生電路。 在實際應用中比較器都需要上拉電源,而運算放大器一般不需要。 運放和電壓比較器的本質區別 (1)放大器與比較器的主要區別是閉環特性! 放大器大都工作在閉環狀態,所以要求閉環後不能自激.而比較器大都工作在開環狀態更追求速度.對於頻率比較低的情況放大器完全可以代替比較器(要主意輸出電平),反過來比較器大部分情況不能當作放大器使用. 因為比較器為了提高速度進行優化,這種優化卻減小了閉環穩定的範圍.而運放專為閉環穩定範圍進行優化,故降低了速度.所以相同價位檔次的比較器和放大器最好是各司其責.如同放大器可以用作比較器一樣,也不能排除比較器也可以用作放大器.但是你為了讓它閉環穩定所付出的代價可能超過加一個放大器! 換言之,看一個運放是當作比較器還是放大器就是看電路的負反饋深度.所以,淺閉環的比較器有可能工作在放大器狀態並不自激.但是一定要作大量的試驗,以保證在產品的所有工作狀態下都穩定!這時候你就要成本/風險仔細核算一下了. (2)算放大器和比較器如出一轍,簡單的講,比較器就是運放的開環應用,但比較器的設計是針對電壓門限比較而用的,要求的比較門限精確,比較後的輸出邊沿上升或下降時間要短,輸出符合TTL/CMOS 電平/或OC 等,不要求中間環節的準確度,同時驅動能力也不一樣。一般情況:用運放做比較器,多數達不到滿幅輸出,或比較後的邊沿時間過長,因此設計中少用運放做比較器為佳。 運放和比較器的區別 比較器和運放雖然在電路圖上符號相同,但這兩種器件確有非常大的區別,一般不可以互換,區別如下: 1、比較器的翻轉速度快,大約在ns 數量級,而運放翻轉速度一般為us 數量級(特殊的高速運放除外)。 2、運放可以接入負反饋電路,而比較器則不能使用負反饋,雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端,但因為其內部沒有相位補償電路,所以,如果接入負反饋,電路不能穩定工作。內部無相位補償電路,這也是比較器比運放速度快很多的主要原因。 3、運放輸出級一般採用推輓電路,雙極性輸出。而多數比較器輸出級為集電極開路結構,所以需要上拉電阻,單極性輸出,容易和數字電路連接。 (3)比較器(LM339和LM393)輸出是集電極開路(OC)結構, 需要上拉電阻才能有對外輸出電流的能力. 而運放輸出級是推輓的結構, 有對稱的拉電流和灌電流能力.另外比較器為了加快響應速度, 中間級很少, 也沒有內部的頻率補償. 運放則針對線性區工作的需要加入了補償電路.所以比較器(LM339 和LM393)不適合作運放用. 運放在開關電源中主要用於反饋電路、過流保護的採樣放大等等。 免責聲明:本文系網絡轉載,版權歸原作者所有。如有問題,請聯繫我們,謝謝! 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-10-21 關鍵詞: 比較器 運算放大器

  • 開關電源設計過程中最容易出現故障的是那些?

    開關電源設計過程中最容易出現故障的是那些?

    在開關電源設計過程中最容易出現故障的是那些,下面請小編來為大家分析一下! 電容故障 電容損壞引發的故障在電子設備中是最高的,其中尤其以電解電容的損壞最為常見。電容損壞表現為:容量變小、完全失去容量、漏電、短路。 電容在電路中所起的作用不同,引起的故障也各有特點:在工控電路板中,數字電路佔絕大多數,電容多用做電源濾波,用做信號耦合和振盪電路的電容較少。用在開關電源中的電解電容如果損壞,則開關電源可能不起振,沒有電壓輸出; 或者輸出電壓濾波不好,電路因電壓不穩而發生邏輯混亂,表現為機器工作時好時壞或開不了機,如果電容並在數字電路的電源正負極之間,故障表現同上。 這在電腦主板上表現尤其明顯,很多電腦用了幾年就出現有時開不了機,有時又可以開機的現象,打開機箱,往往可以看見有電解電容鼓包的現象,如果將電容拆下來量一下容量,發現比實際值要低很多。 電容的壽命與環境温度直接有關,環境温度越高,電容壽命越短。這個規律不但適用電解電容,也適用其它電容。所以在尋找故障電容時應重點檢查和熱源靠得比較近的電容,如散熱片旁及大功率元器件旁的電容,離其越近,損壞的可能性就越大。所以在檢修查找時應有所側重。 有些電容漏電比較嚴重,用手指觸摸時甚至會燙手,這種電容必須更換。在檢修時好時壞的故障時,排除了接觸不良的可能性以外,一般大部分就是電容損壞引起的故障了。所以在碰到此類故障時,可以將電容重點檢查一下,換掉電容後往往令人驚喜。 電阻故障 常看見許多初學者在檢修電路時在電阻上折騰,又是拆又是焊的,其實修得多了,你只要瞭解了電阻的損壞特點,就不必大費周章。 電阻是電器設備中數量最多的元件,但不是損壞率最高的元件。電阻損壞以開路最常見,阻值變大較少見,阻值變小十分少見。常見的有碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和保險電阻幾種。 前兩種電阻應用最廣,其損壞的特點一是低阻值 (100Ω以下) 和高阻值 (100kΩ以上) 的損壞率較高,中間阻值 (如幾百歐到幾十千歐) 的極少損壞;二是低阻值電阻損壞時往往是燒焦發黑,很容易發現,而高阻值電阻損壞時很少有痕跡。 線繞電阻一般用作大電流限流,阻值不大;圓柱形線繞電阻燒壞時有的會發黑或表面爆皮、裂紋,有的沒有痕跡;水泥電阻是線繞電阻的一種,燒壞時可能會斷裂,否則也沒有可見痕跡;保險電阻燒壞時有的表面會炸掉一塊皮,有的也沒有什麼痕跡,但絕不會燒焦發黑。根據以上特點,在檢查電阻時可有所側重,快速找出損壞的電阻。 根據以上列出的特點,我們先可以觀察一下電路板上低阻值電阻有沒有燒黑的痕跡,再根據電阻損壞時絕大多數開路或阻值變大以及高阻值電阻容易損壞的特點,我們就可以用萬用表在電路板上先直接量高阻值的電阻兩端的阻值。 如果量得阻值比標稱阻值大,則這個電阻肯定損壞 (要注意等阻值顯示穩定後才下結論,因為電路中有可能並聯電容元件,有一個充放電過程) ,如果量得阻值比標稱阻值小,則一般不用理會它。這樣在電路板上每一個電阻都量一遍,即使“錯殺”一千,也不會放過一個了。 運算放大器故障 運算放大器好壞的判別對相當多的電子維修者有一定的難度,不只文化程度的關係,在此與大家共同探討一下,希望對大家有所幫助。 理想運算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性,這兩個特性對分析線性運用的運放電路十分有用。為了保證線性運用,運放必須在閉環(負反饋)下工作。如果沒有負反饋,開環放大下的運放成為一個比較器。如果要判斷器件的好壞,先應分清楚器件在電路中是做放大器用還是做比較器用。 根據放大器虛短的原理,就是説如果這個運算放大器工作正常的話,其同向輸入端和反向輸入端電壓必然相等,即使有差別也是 mv 級的,當然在某些高輸入阻抗電路中,萬用表的內阻會對電壓測試有點影響,但一般也不會超過 0.2V,如果有 0.5V 以上的差別,則放大器必壞無疑。 如果器件是做比較器用,則允許同向輸入端和反向輸入端不等。同向電壓>反向電壓,則輸出電壓接近正的最大值;同向電壓<反向電壓,則輸出電壓接近 0V 或負的最大值(視乎雙電源或單電源)。如果檢測到電壓不符合這個規則,則器件必壞無疑!這樣你不必使用代換法,不必拆下電路板上的芯片就可以判斷運算放大器的好壞了。 SMT 元件故障 有些貼片元件非常細小,用普通萬用表表筆測試檢修時很不方便,一是容易造成短路,二是對塗有絕緣塗層的電路板不便接觸到元件管腳的金屬部分。這裏告訴大家一個簡便方法,會給檢測帶來不少方便。 取兩枚最小號的縫衣針,將之與萬用表筆靠緊,然後取一根多股電纜裏的細銅線,用細銅線將表筆和縫衣針綁在一起,再用焊錫焊牢。這樣用帶有細小針尖的表筆去測那些 SMT 元件的時候就再無短路之虞,而且針尖可以刺破絕緣塗層,直搗關鍵部位,再也不必費神去刮那些膜膜了。 公共電源短路故障 電路板維修中,如果碰到公共電源短路的故障往往頭大,因為很多器件都共用同一電源,每一個用此電源的器件都有短路的嫌疑。 如果板上元件不多,採用“鋤大地”的方式終歸可以找到短路點;如果元件太多,“鋤大地”能不能鋤到狀況就要靠運氣了。在此推薦一比較管用的方法,採用此法,事半功倍,往往能很快找到故障點。 要有一個電壓電流皆可調的電源,電壓 0-30V,電流 0-3A,這種電源不貴,大概 300 元左右。將開路電壓調到器件電源電壓水平,先將電流調至最小,將此電壓加在電路的電源電壓點如 74 系列芯片的 5V 和 0V 端,視乎短路程度,慢慢將電流增大。 用手摸器件,當摸到某個器件發熱明顯,這個往往就是損壞的元件,可將之取下進一步測量確認。當然操作時電壓一定不能超過器件的工作電壓,並且不能接反,否則會燒壞其它好的器件。 板卡故障 工業控制用到的板卡越來越多,很多板卡採用金手指插入插槽的方式。由於工業現場環境惡劣,多塵、潮濕、多腐蝕氣體的環境易使板卡產生接觸不良故障,很多朋友可能通過更換板卡的方式解決了問題,但購買板卡的費用非常可觀,尤其某些進口設備的板卡。 其實大家不妨使用橡皮擦在金手指上反覆擦幾下,將金手指上的污物清理乾淨後,再試機,沒準就解決了問題,方法簡單又實用。 電氣故障 各種時好時壞電氣故障從概率大小來講大概包括以下幾種情況: 接觸不良:板卡與插槽接觸不良、纜線內部折斷時通時不通、線插頭及接線端子接觸不好、元器件虛焊等皆屬此類; 信號受干擾:對數字電路而言,在特定的情況條件下故障才會呈現,有可能確實是干擾太大影響了控制系統使其出錯,也有電路板個別元件參數或整體表現參數出現了變化,使抗干擾能力趨向臨界點從而出現故障; 元器件熱穩定性不好:從大量的維修實踐來看,其中首推電解電容的熱穩定性不好,其次是其它電容、三極管、二極管、IC、電阻等; 電路板上有濕氣、塵土等:濕氣和積塵會導電具有電阻效應,而且在熱脹冷縮的過程中阻值還會變化,這個電阻值會同其它元件有並聯效果,這個效果比較強時就會改變電路參數使故障發生; 軟件也是考慮因素之一:電路中許多參數使用軟件來調整,某些參數的裕量調得太低處於臨界範圍,當機器運行工況符合軟件判定故障的理由時,那麼報警就會出現。

    時間:2020-10-19 關鍵詞: 電容 開關電源 電阻故障 smt元件 運算放大器

  • 電源設計中常見維修電路板技術彙總

    電源設計中常見維修電路板技術彙總

    現代的電子產品五花八門,元器件種類日益繁多,何止萬千,在電路維修中,尤其工業電路板維修領域,許多元器件乃見所未見,甚或聞所未聞,另外即使某款板子手頭的元器件的資料齊全,但要在電腦裏將這些資料一一翻閲分析,倘沒有一個快捷查尋之法,則維修效率就要大打折扣,工業電子維修領域,效率就是金錢,跟效率過不去就是跟口袋的鈔票過不去。 電路板電容損壞的故障特點及維修 電容損壞引發的故障在電子設備中是最高的,其中尤其以電解電容的損壞最為常見。 電容損壞表現為:1. 容量變小;2. 完全失去容量;3. 漏電;4. 短路。 電容在電路中所起的作用不同,引起的故障也各有特點。在工控電路板中,數字電路佔絕大多數,電容多用做電源濾波,用做信號耦合和振盪電路的電容較少。用在開關電源中的電解電容如果損壞,則開關電源可能不起振,沒有電壓輸出;或者輸出電壓濾波不好,電路因電壓不穩而發生邏輯混亂,表現為機器工作時好時壞或開不了機,如果電容並在數字電路的電源正負極之間,故障表現同上。 這在電腦主板上表現尤其明顯,很多電腦用了幾年就出現有時開不了機,有時又可以開機的現象,打開機箱,往往可以看見有電解電容鼓包的現象,如果將電容拆下來量一下容量,發現比實際值要低很多。 電容的壽命與環境温度直接有關,環境温度越高,電容壽命越短。這個規律不但適用電解電容,也適用其它電容。所以在尋找故障電容時應重點檢查和熱源靠得比較近的電容,如散熱片旁及大功率元器件旁的電容,離其越近,損壞的可能性就越大。 曾經修過一台 X 光探傷儀的電源,用户反映有煙從電源裏冒出來,拆開機箱後發現有一隻 1000uF/350V 的大電容有油質一樣的東西流出來,拆下來一量容量只有幾十 uF,還發現只有這隻電容與整流橋的散熱片離得最近,其它離得遠的就完好無損,容量正常。另外有瓷片電容出現短路的情況,也發現電容離發熱部件比較近。所以在檢修查找時應有所側重。 有些電容漏電比較嚴重,用手指觸摸時甚至會燙手,這種電容必須更換。 在檢修時好時壞的故障時,排除了接觸不良的可能性以外,一般大部分就是電容損壞引起的故障了。所以在碰到此類故障時,可以將電容重點檢查一下,換掉電容後往往令人驚喜(當然也要注意電容的品質,要選擇好一點的牌子,如紅寶石、黑金剛之類)。 一、電阻損壞的特點與判別 常看見許多初學者在檢修電路時在電阻上折騰,又是拆又是焊的,其實修得多了,你只要瞭解了電阻的損壞特點,就不必大費周章。 電阻是電器設備中數量最多的元件,但不是損壞率最高的元件。電阻損壞以開路最常見,阻值變大較少見,阻值變小十分少見。常見的有碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和保險電阻幾種。 前兩種電阻應用最廣,其損壞的特點一是低阻值(100Ω以下)和高阻值(100kΩ以上)的損壞率較高,中間阻值(如幾百歐到幾十千歐)的極少損壞;二是低阻值電阻損壞時往往是燒焦發黑,很容易發現,而高阻值電阻損壞時很少有痕跡。 線繞電阻一般用作大電流限流,阻值不大。圓柱形線繞電阻燒壞時有的會發黑或表面爆皮、裂紋,有的沒有痕跡。水泥電阻是線繞電阻的一種,燒壞時可能會斷裂,否則也沒有可見痕跡。保險電阻燒壞時有的表面會炸掉一塊皮,有的也沒有什麼痕跡,但絕不會燒焦發黑。根據以上特點,在檢查電阻時可有所側重,快速找出損壞的電阻。 根據以上列出的特點,我們先可以觀察一下電路板上低阻值電阻有沒有燒黑的痕跡,再根據電阻損壞時絕大多數開路或阻值變大以及高阻值電阻容易損壞的特點,我們就可以用萬用表在電路板上先直接量高阻值的電阻兩端的阻值,如果量得阻值比標稱阻值大,則這個電阻肯定損壞(要注意等阻值顯示穩定後才下結論,因為電路中有可能並聯電容元件,有一個充放電過程),如果量得阻值比標稱阻值小,則一般不用理會它。這樣在電路板上每一個電阻都量一遍,即使“錯殺”一千,也不會放過一個了。 二、運算放大器的好壞判別方法 運算放大器好壞的判別對相當多的電子維修者有一定的難度,不只文化程度的關係(手下有許多本科生,不教的話肯定不會,教了也要好久才領會,還有個專門跟導師學變頻控制的研究生,居然也是如此!),在此與大家共同探討一下,希望對大家有所幫助。 理想運算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性,這兩個特性對分析線性運用的運放電路十分有用。為了保證線性運用,運放必須在閉環(負反饋)下工作。如果沒有負反饋,開環放大下的運放成為一個比較器。如果要判斷器件的好壞,先應分清楚器件在電路中是做放大器用還是做比較器用。 從圖上我們可以看出,不論是何類型的放大器,都有一個反饋電阻 Rf,則我們在維修時可從電路上檢查這個反饋電阻,用萬用表檢查輸出端和反向輸入端之間的阻值,如果大的離譜,如幾 MΩ以上,則我們大概可以肯定器件是做比較器用,如果此阻值較小 0Ω至幾十 kΩ,則再查查有無電阻接在輸出端和反向輸入端之間,有的話定是做放大器用。 根據放大器虛短的原理,就是説如果這個運算放大器工作正常的話,其同向輸入端和反向輸入端電壓必然相等,即使有差別也是 mv 級的,當然在某些高輸入阻抗電路中,萬用表的內阻會對電壓測試有點影響,但一般也不會超過 0.2V,如果有 0.5V 以上的差別,則放大器必壞無疑!(我是用的 FLUKE179 萬用表) 如果器件是做比較器用,則允許同向輸入端和反向輸入端不等, 同向電壓>反向電壓,則輸出電壓接近正的最大值; 同向電壓<反向電壓,則輸出電壓接近 0V 或負的最大值(視乎雙電源或單電源)。 如果檢測到電壓不符合這個規則,則器件必壞無疑! 這樣你不必使用代換法,不必拆下電路板上的芯片就可以判斷運算放大器的好壞了。 三、萬用表測試 SMT 元件的一個小竅門 有些貼片元件非常細小,用普通萬用表表筆測試檢修時很不方便,一是容易造成短路,二是對塗有絕緣塗層的電路板不便接觸到元件管腳的金屬部分。這裏告訴大家一個簡便方法,會給檢測帶來不少方便。 取兩枚最小號的縫衣針,(深度工控維修技術專欄)將之與萬用表筆靠緊,然後取一根多股電纜裏的細銅線,用細銅線將表筆和縫衣針綁在一起,再用焊錫焊牢。這樣用帶有細小針尖的表筆去測那些 SMT 元件的時候就再無短路之虞,而且針尖可以刺破絕緣塗層,直搗關鍵部位,再也不必費神去刮那些膜膜了。 四、電路板公共電源短路故障的檢修方法 電路板維修中,如果碰到公共電源短路的故障往往頭大,因為很多器件都共用同一電源,每一個用此電源的器件都有短路的嫌疑,如果板上元件不多,採用“鋤大地”的方式終歸可以找到短路點,如果元件太多,“鋤大地”能不能鋤到狀況就要靠運氣了。在此推薦一比較管用的方法,採用此法,事半功倍,往往能很快找到故障點。 要有一個電壓電流皆可調的電源,電壓 0-30V,電流 0-3A,此電源不貴,300 元左右。將開路電壓調到器件電源電壓水平,先將電流調至最小,將此電壓加在電路的電源電壓點如 74 系列芯片的 5V 和 0V 端,視乎短路程度,慢慢將電流增大,用手摸器件,當摸到某個器件發熱明顯,這個往往就是損壞的元件,可將之取下進一步測量確認。當然操作時電壓一定不能超過器件的工作電壓,並且不能接反,否則會燒壞其它好的器件。 五、一塊小橡皮,解決大問題 工業控制用到的板卡越來越多,很多板卡採用金手指插入插槽的方式 . 由於工業現場環境惡劣,多塵、潮濕、多腐蝕氣體的環境易使板卡產生接觸不良故障,很多朋友可能通過更換板卡的方式解決了問題,但購買板卡的費用非常可觀,尤其某些進口設備的板卡。其實大家不妨使用橡皮擦在金手指上反覆擦幾下,將金手指上的污物清理乾淨後,再試機,沒準就解決了問題!方法簡單又實用。 六、時好時壞電氣故障的分析 各種時好時壞電氣故障從概率大小來講大概包括以下幾種情況: 1. 接觸不良 板卡與插槽接觸不良、纜線內部折斷時通時不通、線插頭及接線端子接觸不好、元器件虛焊等皆屬此類; 2. 信號受干擾 對數字電路而言,在特定的情況條件下,故障才會呈現,有可能確實是干擾太大影響了控制系統使其出錯,也有電路板個別元件參數或整體表現參數出現了變化,使抗干擾能力趨向臨界點,從而出現故障; 3. 元器件熱穩定性不好 從大量的維修實踐來看,其中首推電解電容的熱穩定性不好,其次是其它電容、三極管、二極管、IC、電阻等; 4. 電路板上有濕氣、積塵等。 濕氣和積塵會導電,具有電阻效應,而且在熱脹冷縮的過程中阻值還會變化,這個電阻值會同其它元件有並聯效果,這個效果比較強時就會改變電路參數,使故障發生; 5. 軟件也是考慮因素之一 電路中許多參數使用軟件來調整,某些參數的裕量調得太低,處於臨界範圍,當機器運行工況符合軟件判定故障的理由時,那麼報警就會出現。

    時間:2020-10-19 關鍵詞: 電路板 電容 電源 運算放大器

  • 什麼是CMOS軌到軌放大器電路?

    什麼是CMOS軌到軌放大器電路?

    你知道CMOS軌到軌放大器電路嗎?自首次被髮明以來,MOS 晶體管的尺寸一直在縮小。門氧化層厚度、通道長度和寬度的降低,推動了整體電路尺寸和功耗的大大減少。由於門氧化物厚度的減小,最大可容許電源電壓降低,而通道長度和寬度的縮減則縮小了產品的外形並加快了其速度性能。這些改進推動了高頻率 CMOS 軌到軌輸入 / 輸出放大器的性能發展,以滿足當今系統設計者對於某種新型模擬電路日益增加的需求,這種電路必須能夠以和數字電路同樣低的電源電壓進行工作。 本應用筆記解答了有關最新一代 CMOS 軌到軌放大器的一些獨特問題。文章一開始大致討論並講述了傳統電壓反饋和電流反饋放大器電路的拓撲,以及導致反饋放大器振盪的最常見原因。為了方便分析和討論,我們將 CMOS 軌到軌放大器電路分成 4 大塊:輸入、中間增益、輸出和反饋網絡階段。文中將展示每個階段受頻率影響的增益和相位移,隨後展示並討論一個包含了所有 4 大基本電路區塊的完整系統仿真。而第二部分則將展示並討論三種用於解決放大器振盪問題的使用方案的機制、各方面的折衷和優勢。 電壓反饋放大器 圖 1 展示了一個 EL5157 的簡化方案 - 這是一款非常流行的高帶寬電壓反饋放大器。這一方案採用一個經典的差分輸入階來驅動摺疊的 Cascode 第二階,由第二階在高阻抗增益節點上將輸入階的差分電壓轉換成一個電流,該電流隨着放大器的高電壓增益而實現。從本質上來講,在高阻抗節點上變成一個輸出信號的第二階電流源輸出阻抗會增加任何在信號通道晶體管內產生的電流差距。輸出階是一個推輓式 AB 級緩衝器,將高電壓增益緩衝成放大器的單端輸出。 圖 1:電壓反饋放大器 輸出感應 感應器是一種阻抗受頻率影響的電子元器件:低頻率時其阻抗較低,高頻率時阻抗則升高。“理想的”運算放大器輸出阻抗是零,但在實際中放大器的輸出阻抗是感應式的,就像感應器一樣會隨着頻率的增加而增加。圖 2 展示了 EL5157 的輸出阻抗。利用運算放大器的應用中所經常遇到的一個挑戰,就是驅動一個電容性負載。之所以具有挑戰性,是因為運算放大器的感應輸出會與電容性負載聯合生成一個 LC 諧振迴路拓撲,而在這個拓撲中電容性負載會與感應式驅動阻抗一起,當反饋圍繞回路關閉時造成額外的相位滯後。 相位餘度的縮小有可能導致放大器的振盪。在振盪時,放大器會變得非常熱,甚至可能自毀。要解決這一問題,有多種非常著名的方案。以上就是CMOS軌到軌放大器電路解析,希望能給大家幫助。

    時間:2020-10-19 關鍵詞: cmos 感應器 運算放大器

  • 雙通道高速接地檢測CMOS運算放大器“BD77502FVM”

    雙通道高速接地檢測CMOS運算放大器“BD77502FVM”

    近年來,隨着IoT的普及,在汽車和工業設備等各種應用中,搭載了很多電子元器件以實現高級控制。隨着應用的電子化和高密度化發展,噪聲環境也越來越差,傳感器等處理微小信號的元器件的降噪設計已成為巨大課題。 全球知名半導體制造商ROHM(總部位於日本京都市)開發出一款雙通道高速接地檢測CMOS運算放大器“BD77502FVM”,非常適用於計量設備、控制設備中使用的異常檢測系統以及處理微小信號的各種傳感器等需要高速感測的工業設備和消費電子設備。 此外,在旨在確保安全性的各種異常檢測系統中,需要能夠高速放大微小信號的運算放大器,但高速運算放大器會因佈線等的負載電容而容易發生振盪,且難以處理,因此成為PCB設計的很大負擔。 ROHM已經在抗干擾性能出色的EMARMOUR?系列中,推出了採用自有電源技術“Nano Cap?”,且不會因負載容量影響而發生振盪的單通道高速CMOS運算放大器“BD77501G”。 該產品收到了眾多領域和地區包括客户和其他領域技術人員在內的廣泛反響,因此,為滿足市場需求,此次又推出了雙通道的新產品。 “BD77502FVM”是一款新產品,具有抗EMI性能(以下稱“抗噪聲性能”)非常出色、支持高速放大(10V/μs的高轉換速率),同時不會因佈線等負載容量而振盪等特點,並且內置兩路(2ch)已獲得高度好評的高速運算放大器。 由於具備出色的抗噪聲性能,因此不僅可將各噪聲頻段的輸出電壓波動控制在±20mV以內(普通產品的1/10),而且在受負載容量影響容易產生振盪的高速型運算放大器中也不會發生振盪,可穩定工作。 因此,當將本產品配置在傳感器等輸出微小信號的元器件後級時,可以不受外部噪聲和負載容量的影響而實現高速信號放大,作為雙通道產品,更加緊湊,有助於減少應用的設計工時並提高可靠性。 本產品已於2020年8月開始出售樣品(樣品價格 500日元/個,不含税),預計於2020年10月開始暫以月產100萬個的規模投入量產。未來,ROHM將會進一步加速擴充本系列產品陣容,並推進車載級產品的開發,為減少廣泛應用的設計工時和提高應用的可靠性貢獻力量。 一、什麼是EMARMOUR?? “EMARMOUR”是ROHM產品的品牌名,該品牌產品融合了ROHM的“電路設計技術”、“佈局技術”、“工藝技術”優勢開發而成,並在ISO 11452-2國際抗擾度評估測試中,實現在整個噪聲頻段的輸出電壓波動均在±300mV以內的抗干擾性能。由於抗噪聲性能非常出色,有助於解決系統開發過程中的噪聲干擾問題,因而可減少設計工時並提高可靠性。 二、新產品特點 新產品“BD77502FVM”屬於抗噪聲出色的EMARMOUR?系列中的高速型運算放大器,具有不會因負載容量而發生振盪的特點,是在工業設備市場備受青睞的單通道接地檢測CMOS運算放大器“BD77501G”的擴展產品。 在實現以下特點的同時,作為雙通道產品,還支持市場要求的更加緊湊的應用電路板設計。 1.不振盪的高速運算放大器,減少負載容量引起的設計工時新產品採用ROHM自有的電源技術“Nano Cap?”,實現了非常穩定的控制,不僅支持異常檢測系統等所要求的高速放大(轉換速率高達10V/μs),而且是不會因佈線等的負載容量而發生振盪的運算放大器。普通的高速運算放大器會因佈線等的負載容量而變得不穩定,而且受佈線和外圍部件的限制非常難以處理。而本產品可在不發生振盪的狀態下穩定工作,非常有助於縮減應用的設計工時。 2.出色的抗噪聲性能,可減輕降噪設計負擔(EMARMOUR?的特點)在整個噪聲頻段,相對於普通產品±200mV以上的輸出電壓波動,新產品作為EMARMOUR運算放大器系列中的產品之一,輸出電壓波動僅±20mV以內,實現了出色的抗噪聲性能。由於無需針對各頻段噪聲採取對策(設計濾波電路),故可以減輕在系統中發揮重要作用的傳感器等的降噪設計負擔,從而有助於減少應用的設計工時並提高可靠性。 3.降噪部件數量減少16個 (EMARMOUR?的特點)新產品的抗噪聲性能非常優異,所以可減少普通產品必不可少的外置降噪部件(電源、輸入、輸出的CR濾波器)數量。以ROHM雙通道運算放大器為例,與普通產品相比,共可減少16個降噪部件。 三、應用示例 適用於異常電流檢測器和氣體檢測器等設備管理裝置 需要高速控制(信號傳輸)的電機 逆變器控制設備 晶體管驅動用的預驅動器和緩衝器以及其他需要高速傳輸信號的工業設備和消費電子設備,可高速放大而無需擔心負載容量。 四、什麼是Nano Cap?? “Nano Cap”是在ROHM的垂直統合型生產體制下,凝聚“電路設計”、“佈局”、“工藝”三大尖端模擬技術優勢而實現的超穩定控制技術。穩定控制技術解決了模擬電路中電容器相關的穩定運行課題,無論是在汽車和工業設備領域,還是在消費電子設備領域,這項技術都有助於減少各種應用的設計工時。 五、術語解説 運算放大器運算放大器(Operationalamplifier)簡稱“運放”,可放大輸入信號。通過放大傳感器輸出信號等微小信號,使之達到微控制器等可識別的電壓電平。經常與運算放大器一起出現的比較器(Comparator)用於判斷輸入信號的閾值。可對傳感器的輸出信號等進行閾值判斷,並可輸出數字(High / Low)信號。 抗EMI(Electromagnetic Interference: 電磁干擾)性能抗EMI性能是表示對周圍產生的噪聲干擾的耐受性的指標。如果抗EMI性能較差,則當週圍產生噪聲干擾時,元器件或系統有可能產生誤動作,因此需要使用濾波器(電容器、電阻器等)和屏蔽(金屬板)來降低噪聲。反之,如果抗EMI性能優異,則無需擔心噪聲干擾的影響,這在減少針對噪聲的設計工時方面具有非常明顯的優勢。

    時間:2020-10-14 關鍵詞: rohm 抗噪聲 運算放大器

  • ROHM開發出雙通道高速CMOS運算放大器“BD77502FVM”

    ROHM開發出雙通道高速CMOS運算放大器“BD77502FVM”

    全球知名半導體制造商ROHM(總部位於日本京都市)開發出一款雙通道高速接地檢測CMOS運算放大器*1“BD77502FVM”,非常適用於計量設備、控制設備中使用的異常檢測系統以及處理微小信號的各種傳感器等需要高速感測的工業設備和消費電子設備。 近年來,隨着IoT的普及,在汽車和工業設備等各種應用中,搭載了很多電子元器件以實現高級控制。隨着應用的電子化和高密度化發展,噪聲環境也越來越差,傳感器等處理微小信號的元器件的降噪設計已成為巨大課題。此外,在旨在確保安全性的各種異常檢測系統中,需要能夠高速放大微小信號的運算放大器,但高速運算放大器會因佈線等的負載電容而容易發生振盪,且難以處理,因此成為PCB設計的很大負擔。 ROHM已經在抗干擾性能出色的EMARMOUR™系列中,推出了採用自有電源技術“Nano Cap™”,且不會因負載容量影響而發生振盪的單通道高速CMOS運算放大器“BD77501G”。該產品收到了眾多領域和地區包括客户和其他領域技術人員在內的廣泛反響,因此,為滿足市場需求,此次又推出了雙通道的新產品。 “BD77502FVM”是一款新產品,具有抗EMI性能*2(以下稱“抗噪聲性能”)非常出色、支持高速放大(10V/µs的高轉換速率),同時不會因佈線等負載容量而振盪等特點,並且內置兩路(2ch)已獲得高度好評的高速運算放大器。由於具備出色的抗噪聲性能,因此不僅可將各噪聲頻段的輸出電壓波動控制在±20mV以內(普通產品的1/10),而且在受負載容量影響容易產生振盪的高速型運算放大器中也不會發生振盪,可穩定工作。因此,當將本產品配置在傳感器等輸出微小信號的元器件後級時,可以不受外部噪聲和負載容量的影響而實現高速信號放大,作為雙通道產品,更加緊湊,有助於減少應用的設計工時並提高可靠性。 本產品已於2020年8月開始出售樣品(樣品價格 500日元/個,不含税),預計於2020年10月開始暫以月產100萬個的規模投入量產。 未來,ROHM將會進一步加速擴充本系列產品陣容,並推進車載級產品的開發,為減少廣泛應用的設計工時和提高應用的可靠性貢獻力量。 <什麼是EMARMOUR™?> “EMARMOUR”是ROHM產品的品牌名,該品牌產品融合了ROHM的“電路設計技術”、“佈局技術”、“工藝技術”優勢開發而成,並在ISO 11452-2國際抗擾度評估測試中,實現在整個噪聲頻段的輸出電壓波動均在±300mV以內的抗干擾性能。由於抗噪聲性能非常出色,有助於解決系統開發過程中的噪聲干擾問題,因而可減少設計工時並提高可靠性。 <新產品特點> 新產品“BD77502FVM”屬於抗噪聲出色的EMARMOUR™系列中的高速型運算放大器,具有不會因負載容量而發生振盪的特點,是在工業設備市場備受青睞的單通道接地檢測CMOS運算放大器“BD77501G”的擴展產品。在實現以下特點的同時,作為雙通道產品,還支持市場要求的更加緊湊的應用電路板設計。 1.不振盪的高速運算放大器,減少負載容量引起的設計工時 新產品採用ROHM自有的電源技術“Nano Cap™”,實現了非常穩定的控制,不僅支持異常檢測系統等所要求的高速放大(轉換速率高達10V/µs),而且是不會因佈線等的負載容量而發生振盪的運算放大器。普通的高速運算放大器會因佈線等的負載容量而變得不穩定,而且受佈線和外圍部件的限制非常難以處理。而本產品可在不發生振盪的狀態下穩定工作,非常有助於縮減應用的設計工時。 2.出色的抗噪聲性能,可減輕降噪設計負擔(EMARMOUR™的特點) 在整個噪聲頻段,相對於普通產品±200mV以上的輸出電壓波動,新產品作為EMARMOUR運算放大器系列中的產品之一,輸出電壓波動僅±20mV以內,實現了出色的抗噪聲性能。由於無需針對各頻段噪聲採取對策(設計濾波電路),故可以減輕在系統中發揮重要作用的傳感器等的降噪設計負擔,從而有助於減少應用的設計工時並提高可靠性。 3.降噪部件數量減少16個 (EMARMOUR™的特點) 新產品的抗噪聲性能非常優異,所以可減少普通產品必不可少的外置降噪部件(電源、輸入、輸出的CR濾波器)數量。以ROHM雙通道運算放大器為例,與普通產品相比,共可減少16個降噪部件。 <應用示例> 適用於 ■異常電流檢測器和氣體檢測器等設備管理裝置 ■需要高速控制(信號傳輸)的電機 ■逆變器控制設備 ■晶體管驅動用的預驅動器和緩衝器 以及其他需要高速傳輸信號的工業設備和消費電子設備,可高速放大而無需擔心負載容量。 <EMARMOUR™ CMOS運算放大器系列的產品陣容> <什麼是Nano Cap™?> “Nano Cap”是在ROHM的垂直統合型生產體制下,凝聚“電路設計”、“佈局”、“工藝”三大尖端模擬技術優勢而實現的超穩定控制技術。穩定控制技術解決了模擬電路中電容器相關的穩定運行課題,無論是在汽車和工業設備領域,還是在消費電子設備領域,這項技術都有助於減少各種應用的設計工時。 <術語解説> *1) 運算放大器 運算放大器(Operationalamplifier)簡稱“運放”,可放大輸入信號。通過放大傳感器輸出信號等微小信號,使之達到微控制器等可識別的電壓電平。 經常與運算放大器一起出現的比較器(Comparator)用於判斷輸入信號的閾值。可對傳感器的輸出信號等進行閾值判斷,並可輸出數字(High / Low)信號。 *2) 抗EMI(Electromagnetic Interference: 電磁干擾)性能 抗EMI性能是表示對周圍產生的噪聲干擾的耐受性的指標。如果抗EMI性能較差,則當週圍產生噪聲干擾時,元器件或系統有可能產生誤動作,因此需要使用濾波器(電容器、電阻器等)和屏蔽(金屬板)來降低噪聲。反之,如果抗EMI性能優異,則無需擔心噪聲干擾的影響,這在減少針對噪聲的設計工時方面具有非常明顯的優勢。 ・“EMARMOUR™”和“Nano Cap™”是ROHM Co., Ltd.的商標或註冊商標。

    時間:2020-10-13 關鍵詞: cmos rohm 運算放大器

  • 東芝推出超低電流消耗的CMOS運算放大器,可延長電池供電設備的工作時間

    東芝推出超低電流消耗的CMOS運算放大器,可延長電池供電設備的工作時間

    中國上海,2020年9月29日——東芝電子元件及存儲裝置株式會社(“東芝”)今日宣佈,其產品線中新增了新型CMOS運算放大器“TC75S102F”,該產品擁有行業領先的超低電流消耗。新產品將於今日開始出貨。 運算放大器用於放大從傳感器發出的微弱信號。為了延長物聯網邊緣設備和移動設備等需要電池供電的電子設備的充電間隔時間,它們也必須降低電流消耗。 東芝利用其專有的CMOS工藝技術對新型運算放大器的電路進行了優化,其電流消耗很低,行業領先,從而實現低功耗。新款器件最低供電電壓為1.5V,是一款能實現全範圍輸入/輸出(軌到軌輸入/輸出)的運算放大器,性能優於其前代產品。 應用: ・電池供電設備中的各類傳感器 ・物聯網模塊 特性: ・超低的電流消耗:     IDD=0.27μA(典型值)@VDD=1.5V     IDD=0.35μA(典型值)@VDD=5.0V ・寬工作電壓範圍:VDD-VSS=1.5V至5.5V ・全範圍輸入輸出(軌到軌輸入輸出) 主要規格:

    時間:2020-09-29 關鍵詞: cmos 東芝 運算放大器

  • 超低失真全差動運算放大器THS770006

      加拿大衞生部門近日宣稱,將在國內推廣一種實施神經外科手術的機器人,這種醫學機器人有特別敏感的觸覺,可以讓醫生通過最清晰的視覺來完成大腦的顯微手術。其精確度可以達到一根頭髮絲的程度,甚至連最小的神經也有清晰的三維圖像。去年4月,該機器人在卡爾加里市的山麓醫院首次使用獲得成功。   去年5月10日,英國倫敦皇家醫學會宣稱,英國將在2010年開始普及醫學機器人護士,此舉既可緩解國內護士的不足,又可大大提高護理效率和安全性,而且顯著擴大護理功能。此前4月1日,在倫敦展出了這款“機器人護士”,其頭部安裝有多台激光和熱成像攝像機,在聲音識別技術的輔助下,它可以適時地與病人進行互動式交流,並且將那些未經允許的來訪者阻擋在外。“機器人護士”的“胸部”是一塊控制面板,一些複雜的操作指令可以在這裏編程輸入。它的“腹部”安裝有一個紅外線感應器,可以隨時監測病人的體温。   美國醫學機器人研究中心的調查報告指出,目前全世界已有超過500台各種醫學機器人在醫院服役,機器人進入臨牀醫學應用是大勢所趨,其進展比預想的更快。   醫學機器人員工   在德國的萊比錫、斯圖加特和波鴻的三家醫院,那裏的醫學機器人幾乎是悄無聲息地在走廊裏滑行,把食物、被單被套、手術用具等運送到不同的部門。這種做法本身並不算新鮮,新鮮的是這幾家醫院中的機器人真正減輕了醫護人員的工作量,使他們有更多的時間照顧病人。這些醫學機器人工作獨立自主,會説編程人員教的話:“注意:車在靠近!注意:這是自動運輸!”   一年多前,八台這樣的醫學機器人就開始在這家醫院幫忙。它們不到50釐米寬,長1.6米,很靈活地穿梭在走廊上,把東西從一個部門送到另一個部門。醫院大樓拐彎抹角,但機器人顯然熟門熟路,這要歸功於一套及其巧妙的控制系統。它的自動控制導航系統依靠的是本地無線網。可以根據事先掃描到電腦裏的樓層圖,確定它需要走的路線。可以依靠附帶的雷達裝置,一步步地探索走廊裏的情況,避開障礙物。   醫學機器人的自動控制導航系統依靠的是本地無線網,可以根據事先掃描到電腦裏的樓層圖,確定它需要走的路線,而且機器人自己也知道應該在什麼時候充電。   日本會津中央醫院近日宣稱,該院“聘用”的3名機器人員工已經上崗,為醫院提供接待和行李搬運服務。這是首次在日本醫院正式亮相上崗的機器人。3名機器人員工中,一名負責在醫院入口處接待顧客並回答詢問。另外兩個機器人高1.3米,裝有輪子,能自由活動,運動時最高時速可達1.5公里。它們是搬運工,負責搬運行李和帶路,還能通過傳感器提醒人們前方是否有路障。   專家預測,機器人醫生這種技術會很快運用到疾病的治療中,並相信這是未來發展的必然趨勢。在美國,已有幾十家醫院採用一種機器人電視醫生巡診和查房,以減輕名醫太少的困境。在巴爾的摩的約翰?霍普金斯醫院,醫生助理本弗裏?皮阿西欽裏就帶着一台機器人電視醫生,來到了患者里茲?丹尼爾的病牀前,80歲高齡的丹尼爾剛剛做完了膀胱手術。   所謂醫學機器人電視醫生,其實只是主治醫生路易斯?凱沃西的“替身”而已。凱沃西可以在辦公室或家中操控這台1.65米高的機器人,為丹尼爾進行例行的查房:機器人的電視熒光屏上可顯示出凱沃西的動態面孔,而病牀上的患者則可通過這台機器人,同醫生進行正常的對話,這樣不僅能大大節省主治醫生的時間,也能提高治療效率。   遠距離治病救人   在生活中,突然中風的病人需要得到醫生迅速及時的治療,但如果病人被送往的醫院碰巧沒有治療中風的神經科專家坐鎮怎麼辦?美國推出的一個遠程遙控醫學項目為這個難題提供瞭解決途徑。從去年2月開始,機器人醫生已在密歇根州21家醫院陸續上崗,在醫學專家的遠程遙控下專門協助治療中風病人。   此次推出的項目叫“密歇根中風網絡”,目的是幫助大醫院的中風病醫療專家通過先進技術,為小醫院提供幫助,在不同水平的醫院之間實現資源和技術共享。參與這個項目的神經科醫生理查德?費斯勒説,傳統的遠程遙控醫學技術主要是依靠靜態的視頻會議進行專家會診,相比之下,機器人醫生擁有諸多優勢。由於機器人是動態的,可以自由活動,這讓它更易操作、更人性化。   專治中風的機器人醫生身高1.5米,頭部是一個顯示屏,能顯示網絡另一端醫生的形象和聲音。顯示屏上方安裝了一個攝像頭,可以把醫院現場的圖像和聲音傳回給醫生,後者可以通過一個操縱桿移動機器人。   有了這種機器人,醫院就等於有了一個隨時待命的醫學專家。真正的醫生在任何地方只要利用一台筆記本電腦和互聯網,就可以遠程遙控機器人為病人提供治療服務。   聖約瑟夫默西奧克蘭醫院的院長傑克?韋納説:“不管醫生是在星巴克咖啡店、圖書館或是自己家中,一旦需要,他們就可以通過網絡指揮機器人,就好像他們本人在醫院裏一樣,為急診室裏的中風病人診斷病情並提供治療方案。”   最關鍵的是,機器人醫生能為缺乏專家的醫院解燃眉之急。醫院不需要再用救護車或直升機將病人緊急送往其他醫院。這樣既能降低治療成本,更主要的是能避免錯過關鍵的救治時間、延誤患者病情。   安全可靠效率高   去年3月15日,英國一位佩恩女士將自己的一個腎臟捐給了愛人,在蓋氏醫院醫生建議下,佩恩同意由一個名叫“達芬奇”的機器人為她和她的愛人進行腎臟移植手術。   這個名為“達芬奇”的機器人以前被用來切除壞死的器官或者執行重建性外科手術。對於它來説,擔綱如此高難度的腎臟移植手術還是第一次。不僅如此,它也是英國曆史上第一個進行器官移植手術的機器人。儘管它的動作比起職業外科醫生要慢些,但機器人醫生可以長時間連續工作,它的手可從來不會顫抖,可靠性大大提高。   我國重視醫學機器人研究   在我國,用來為骨折患者接骨的外科機器人醫生已經研製成功。經臨牀實驗,其手術成功率不僅高達百分之百,且比傳統人工方法縮短近一半時間。 這項名為“矯形外科雙平面導航技術與機器人系統”是國家863計劃的研究成果。傳統的骨折接骨方法,是將錯位的骨頭牽引拉開,恢復原位後,把鋼釘穿入骨髓使斷骨連接,醫生在X光的平面透視下,摸索尋找鋼釘的孔位,從外部打孔進行鎖定。即使是經驗豐富的醫生也往往無法做到一次成功。同時,手術過程中醫生和患者還要長時間地暴露在X光射線下。這項技術不僅使手術的成功率和質量大大提高,而且減少了傳統手術中X光對醫生和患者造成的輻射傷害。   骨科機器人系統涉及機器人、計算機控制、醫學影像、計算機網絡和外科醫療等諸多領域。實施機器人系統手術,是通過牽引系統——帶電機的機械手,輔助醫生完成折骨的牽引和固定,然後,雙平面導航機器人系統用X光機從正面和側面對患者的傷骨拍攝圖像,經過計算機的精密計算,確定骨髓內鋼釘鎖孔的位置,引導醫生完成對鋼釘的鎖定。   經臨牀統計,醫學機器人手術平均時間約為4至7分鐘,傳統手術時間則為約10至14分鐘;機器人手術平均X光暴露時間為1分多鐘,傳統手術約4至8分鐘。   並非幻想的納米醫學機器人   去年4月,美國加州大學的科學家宣稱,一種新式的具有強大滅殺能力的納米微型醫學機器人“納米推進器”將有望在2010年進入臨牀,這種機器人可以在活細胞內快速的殺死癌細胞從而達到治癒癌症的目的。2007年10月20日,美國人工智能專家雷?庫茲維爾教授披露,科學家正在研究對人類基因實現“重新編程”的技術,其結果將可以使人類壽命以每年增加至少1年的速度延長。   庫茲維爾説,不久的將來人類的血液裏將可以被植入一種名為“納米蟲”的機器人裝置,“納米蟲”的大小近似人體血液細胞,它能夠從細胞及分子的層面讓人體變得更為健康。目前,生物學家已經發明出第一代“納米蟲”,且多次成功地在動物身上進行過實驗。例如,科學家曾利用“納米蟲”成功治癒老鼠的糖尿病。美國麻省理工學院的研究者已經擁有一種特殊的監測技術,可以利用“納米蟲”發現血液中的癌細胞並消滅它們。預計25年後,科學家將研製出比第一代“納米蟲”功能強大10億倍的類似裝置,用來進一步加快人類壽命增長的速度。屆時,未來人類壽命有望達到數百年。   這並不是異想天開,而是科學家們對納米技術的發展進行認真評估之後作出的大膽猜想。在納米科技的世界裏,所有的物體都只有細胞大小,科學需要以科幻小説的方式來描述了。納米(十億分之一米)科技,雖然剛剛興起,卻正以飛快的速度發展着。   納米技術造就了極微機器人,而由於極微醫學機器人技術在各大醫院——至少是發達國家的各大醫院中普及,因心肌梗塞這樣的疾病而死亡的可能性變得微乎其微。   可以預期,納米醫學的發展,將會導致人類認識世界、改造世界的一次大飛躍,使醫學領域乃至整個生命科學領域發生重大變革。

    時間:2020-09-09 關鍵詞: 3g 運算放大器

  • 寬動態範圍的高端電流檢測的三種解決方案(1)

    寬動態範圍的高端電流檢測的三種解決方案(1)

    在電機控制、電磁閥控制、通信基礎設施和電源管理等諸多應 用中,電流檢測是精密閉環控制所必需的關鍵功能。如何設計寬動態範圍的高端電流檢測電路,這對於大多數工程師來説都具有挑戰性,這裏分享由ADI技術專家Neil Zhao、Wenshuai Liao 和Henri Sino提供的幾個建議電路供大家參考。 將按照設計複雜度從高到低的順序介紹三種可選解決方案,它們能針對各種不同的應用提供可行的高精度、高分辨率電流檢測。 1. 使用運算放大器、電阻和齊納二極管等分立器件來構建電流傳感器。這種解決方案以零漂移放大器AD8628 為核心器件。 2. 使用AD8210 等高壓雙向分流監控器來提高集成度,並利用其它外部器件來擴展動態範圍和精度。 3. 採用針對應用而優化的器件, 例如最新推出的AD8217。AD8217 是一款易於使用且高度集成的零漂移電流傳感器,輸入共模電壓範圍為4.5 V 至80 V。 解決方案一:配置一個標準運算放大器進行高端電流檢測 圖1 所示為一個採用AD8628 的基於運算放大器的分立解決方案。採用其它運算放大器時同一設置也有效,但必須儘可能具有下列特性:低輸入失調電壓、低失調電壓漂移、低輸入偏置電流和軌到軌輸入輸出擺幅能力。推薦的其它放大器包括AD8538、AD8571 和AD8551。 圖1. 使用運算放大器的分立式大電流檢測解決方案。 此電路監控高端電流I。放大器通過齊納二極管打開偏置,本例中其額定值為5.1 V。二極管的使用確保放大器能夠在高共模電平下安全地工作,並且其電源電壓穩定在容許的電源限值以內,同時MOSFET 將其輸出轉換為電流,進而由電阻RL 轉換為以地為參考的電壓。這樣,輸出電壓就能饋送至轉換器、模擬處理器和其它以地為參考的器件(如運算放大器或比較器),以便做進一步的信號調理。 在此配置中,RG 上的電壓與RSHUNT 上的電壓相等,因為通過MOSFET 的反饋會使運算放大器的兩個高阻抗輸入端保持相同的電壓。經過RG 的電流流過FET 和RL,產生VOUTPUT。流過分流電阻的電流I 與VOUTPUT 的關係可通過公式1 表示: RSHUNT 選擇:RSHUNT 的最大值由最大電流時的容許功耗決定,而最小值由運算放大器的輸入範圍和誤差預算決定。一般情況下,為了監控10 A 以上的電流,RSHUNT 的值在1 mΩ 至10 mΩ之間。如果單個電阻無法滿足功耗要求,或者對PCB 而言太大,則RSHUNT 可能必須由多個電阻並聯構成。 RG 選擇:RG 用於將與高端電流成比例的電流轉換到低端。RG的最大值由P 溝道MOSFET 的漏極-源極漏電流決定。假設使用常見的P 溝道增強型垂直DMOS 晶體管BSS84,那麼各種條件下的IDSS 最大值如表1 所示。 表1. 漏極-源極漏電流 RG 的最小值由最大負載電流時的容許鏡像電流功耗決定: RBIAS 選擇:通過RBIAS 的電流經過分流產生運算放大器的靜態電流和基本恆定的齊納二極管電壓VZ(它決定運算放大器的電源電壓)。當放大器電流ISUPPLY 實際上為0 且VIN 為最大值時,應確保流過齊納二極管的電流不超過其最大調節電流IZ_MAX: 當ISUPPLY 為最大值且VIN 為最小值時,為確保二極管電壓穩定,流過其中的電流應大於其最大工作電流IZ_MIN: 齊納二極管和RBIAS 是這一解決方案的關鍵器件,因為它們消除了後續電路的高共模電壓,支持使用低壓精密運算放大器。為使電壓保持最高穩定性,齊納二極管應具有低動態電阻和低温度漂移特性。 R1 選擇:R1 用於在輸入瞬變超過運算放大器的電源電壓時限制放大器輸入電流。建議使用10 kΩ 電阻。 所選運算放大器的失調電壓VOS 和失調電流IOS 是非常重要的指標,特別是在分流電阻值和負載電流很低的情況下。VOS + IOS&TImes; R1 必須小於IMIN &TImes; RSHUNT,否則放大器可能會飽和。因此,為獲得最佳性能,最好使用具有零交越失真的軌到軌輸入放大器。 對於這種分立解決方案,另一個需要考慮的問題是温度漂移。即使採用零漂移放大器,也非常難以優化,或者需要付出高昂代價才能優化下列分立器件所引起的漂移:齊納二極管、MOSFET 和電阻。從表1 可知,當VGS = 0 V 且VDS = –50 V 時,隨着工作温度從25°C變為125°C,MOSFET的IDSS最大值從–10μA 變為–60 μA。此漂移會降低系統在整個温度範圍內的精度,特別是當受監控的電流很低時。齊納二極管的漂移特性會影響放大器電源的穩定性,因此所用放大器應當具有高電源抑制(PSR)性能。 此外,設計人員必須意識到這一解決方案的功效很低,因為RBIAS 消耗了大量功率。例如,如果總線共模電壓為28 V,齊納二極管輸出電壓為5.1 V 且RBIAS 為1000 Ω 電阻,那麼該電路的無用功耗將超過0.52 W。這會增加功耗預算,設計時必須考慮這一點。

    時間:2020-08-13 關鍵詞: 電流檢測 運算放大器

  • 寬動態範圍的高端電流檢測的三種解決方案(3)

    寬動態範圍的高端電流檢測的三種解決方案(3)

    在電機控制、電磁閥控制、通信基礎設施和電源管理等諸多應 用中,電流檢測是精密閉環控制所必需的關鍵功能。如何設計寬動態範圍的高端電流檢測電路,這對於大多數工程師來説都具有挑戰性,這裏分享由ADI技術專家Neil Zhao、Wenshuai Liao 和Henri Sino提供的幾個建議電路供大家參考。 將按照設計複雜度從高到低的順序介紹三種可選解決方案,它們能針對各種不同的應用提供可行的高精度、高分辨率電流檢測。 1. 使用運算放大器、電阻和齊納二極管等分立器件來構建電流傳感器。這種解決方案以零漂移放大器AD8628 為核心器件。 2. 使用AD8210 等高壓雙向分流監控器來提高集成度,並利用其它外部器件來擴展動態範圍和精度。 3. 採用針對應用而優化的器件, 例如最新推出的AD8217。AD8217 是一款易於使用且高度集成的零漂移電流傳感器,輸入共模電壓範圍為4.5 V 至80 V。 解決方案三:利用零漂移AD8217 進行高端電流監控 ADI 公司最近推出了一款高壓電流傳感器AD8217,它具有零漂移和500 kHz 帶寬,專門用來增強寬温度、輸入共模和差分電壓範圍內的分辨率和精確度。圖3a 所示為該器件的簡化框圖;圖3b 顯示了一個典型應用。 圖3. (a) 高分辨率、零漂移分流監控器AD8217;(b) 利用AD8217 進行高端電流檢測 為了測量流過小分流電阻的極小電流,AD8217 提供最小值為20 mV 的輸出範圍(整個温度範圍內),優於AD8210 的50 mV範圍。因此,如果分流電阻上受監控的最小負載電流在電流傳感器中產生20 mV 的最小輸出(相當於1 mV 的最小輸入),則用户可以選擇按圖3b 所示來配置AD8217。AD8217 的輸出電壓與輸入電流之間的關係可以通過公式3 表示: AD8217 內置一個低壓差調節器(LDO),它能為放大器提供恆壓電源。該LDO 可以承受4.5 V 至80 V 的高共模電壓,其功能基本上與圖1 中的齊納二極管相似。 AD8217 的工廠設定增益為20 V/V,在整個温度範圍內的最大增益誤差為±0.35%。整個温度範圍內的初始失調額定值為±300 μV,而且温漂非常小,僅有±100 nV/°C,這些特性可以改善任何誤差預算。緩衝輸出電壓可以直接與任何典型的模數轉換器接口。當輸入差分電壓至少為1 mV 時,無論是否存在共模電壓,AD8217 都能提供正確的輸出電壓。像上例一樣使用10 mΩ 分流電阻時,最小電流可以低至100 mA。 單芯片解決方案避免了分立解決方案的温漂和功耗問題。 性能比較 以下部分將給出通過比較這三種不同方法所獲得的測試結果。測試時通過改變輸入電壓和負載電阻來調整流過分流電阻的輸入電流。在所示數據中,已執行初始校準來消除與電路板中所有器件相關的初始增益和失調誤差。 圖4 為利用圖1 所示電路測得的RL 上的輸出電壓與流過RSHUNT 的輸入電流低端值之間的線性關係圖。RSHUNT 為10 mΩ;RG 為13 Ω;RBIAS 為100 Ω;R1 為10 kΩ;負載電阻為200 Ω;RL 為200 Ω;齊納二極管輸出為5.1 V;運算放大器為AD8628;MOSFET 為BSS84。最大相對誤差為0.69%,而校準後的平均誤差為0.21%。 圖4. 採用圖1 中AD8628 獲得的低電流測試結果 圖5 為利用圖2b 所示電路測得的AD8210 輸出電壓與流過RSHUNT 的輸入電流低端值之間的線性關係圖。RSHUNT 為10 mΩ;R1 為20 kΩ;R2 為0.5 kΩ;負載電阻為200 Ω;外部基準電壓緩衝器為AD8603。最大相對誤差為0.03%,而校準後的平均誤差為0.01%。 圖5. 採用圖2b 中AD8210 獲得的低電流測試結果 圖6 為利用圖3b 所示電路測得的AD8217 輸出電壓與流過RSHUNT 的輸入電流低端值之間的線性關係圖。RSHUNT 為10 mΩ,且負載電阻為50 Ω。最大相對誤差為0.088%,而線性校正後的平均誤差為0.025%。 圖6. 採用圖3b 中AD8217 獲得的低電流測試結果 注意,測試有必要集中在範圍的低端,而不是涵蓋50 mA 至20 A 的整個範圍。原因是線性度變化主要處於範圍的低輸出電壓(低單極性電流)部分。

    時間:2020-08-13 關鍵詞: 電流檢測 運算放大器

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