浅谈放大电路三之教你如何选芯片

围场最黑窝窝头

最近多人纠结电磁的放大电路啊，其实这不用纠结。

现在主流的放大电路无非两种方式：

1、     组委会给出的半波放大加RC滤波。

输入阻抗无穷（理论）

2、     用的最多的全波放大加二倍压整流。

输入阻抗R2//R1(理论)

输入阻抗R4+(R5//R6)(理论)

输入阻抗无穷（理论）有缺点一会再说

第一种方案在第九届之前勉强可以用，第九届开始传感器支架被迫架高这种方案的性能就不能满足要求了。现在我们来为第二种方案选芯片。

放大器的常用参数有以下几点：

1、     输入失调电压和电流；

2、     单位增益带宽；

3、     共模抑制比；

4、     电源抑制比；

5、     输入共模电压范围；

6、     输出电压摆幅；

7、     输入阻抗。

8、     供电电压（不好意思给漏了只好放后边了）

输入失调电压（越小越好）：

简单的理解来说就是当正向输入端和反向输入端接同样电压的时候输出端的电压。注意输入失调电压是会被放大的，比如某个放大器的输入失调电压是1mv，放大电路的放大倍数是100倍，那么会有100mv的误差叠加到输出端。检测输入失调的方法如下。

输入失调电压=输出电压/放大倍数

单位增益带宽（越大越好）：

单位增益即为放大倍数为1，单位增益带宽简单理解就是增大输入信号频率直到放大器输出的电压和输入一样即放大电路失去放大能力，这个频率的大小就是单位增益带宽。

共模抑制比（越大越好）：

举个例子来说明：你眼前有俩碗一个叫正向输入端另一个叫反向输入端，碗里放着豆子叫做输入电压。现在交给你一个任务就是数出两个碗中豆子个数的差异，如果放大电路接成反向放大电路，放大器的正向输入端的电压始终为地或者是始终为一个直流的偏置电压反正就是电压不变，也就是说你眼前的其中一个碗里的豆子数目不变，你只要数出另一个碗里的豆子数量就能知道他们之间的差值；如果电路是正向放大电路那么你眼前的两只碗的豆子都是变化的，你要想知道他俩差多少必须都要数一数。这就是是所谓的反向放大电路对放大器的共模抑制比要求低，正向放大电路对放大器的共模抑制比要求高。

电源抑制比（越大越好）：

这个不用多说就是输出受供电电源的影响，电源抑制比越大那么输出就越稳定。

输入共模电压范围

输入共模电压范围通常不会超过放大器的供电范围，不同的放大器要求不一样但是把输入电压放在供电电压的一半附近是指定没问题的。可能有人要问了输出供电电压到底是啥？这个还真不好解释，姑且就当是正向输入端和反向输入端的较小者吧。

输出电压摆幅

这个简单了，就是说放大器的输出范围了供电电压的关系，轨对轨放大器就是输出电压范围可以非常接近供电电压，轨对轨就是输出电压从负电源到正电源，“轨”就是说的电源轨。最近几天老是有人叨叨NE5532不好使，我真恨不得上去抽两巴掌，麻烦您好好看看NE5532的数据手册NE5532的输出电压摆幅是-VCC+2V到+VCC-2V，可利用的范围非常小它不是干这个活的好用才见鬼。

供电电压

非常多的一部分同学认为是个片子接5V就工作，我有段时间也是这么认为的。放大器的供电电压差异非常大。轨对轨的一般是单电源2.7V到5.5V即双电源（-1.35V，+1.35V）到（-2.75V，+2.75V），NE5532的供电范围是正负3V到正负20V，也就是说单电源供电最小也得6V之前说5532不好使的不知道你是不是拿5V供的电。

说了这么多我们来为上边的方案2选片子。

我们的输入信号频率20KHZ，放大倍数怎么着也得100被所以带宽最小2MHZ；我们的信号需要AD采集，并且我们供电方式是电池供电难以做双电源，那么放大器的输出摆幅最好接近负电源因此我们选个轨对轨（LM358虽然不是轨对轨但是它的输出摆幅是-VCC到+VCC-1.5V，这也是我为什么喜欢LM358的原因）；因为我们是LDO供电因此电源抑制比不必考虑；方案2中前两个图是阻容耦合方式，放大器的输入失调电压表现不出来（至于原因我也解释不好）因此我们对输入失调不作要求，第三幅图采用的是直接耦合，输入失调带来的影响巨大，需要调节R5、R6的比值来把输出正弦波的中心放到电源的一半处，放大倍数变一变就必须调一调R5和R6，调试起来比较麻烦（轨对轨的输入失调普遍不大因此也不用担心）。

好啦符合要求的片子真是一抓一大把，我们看看贝壳用的AD8032

输入失调电压：正负1mv（有点大，方案2中的第三幅图是没法用了）

单位增益带宽：80MHZ（太大了杀鸡用牛刀的感觉）

输入共模电压：最小0.2V

共模抑制比：64dB（太小了怪不得贝壳用的是反向放大）

电源抑制比：86dB（足够大了）

好啦还在迷惑的同学试着去分析一下其他的片子适不适合用于电磁放大，大家不要从网上抄个图好使就万事大吉不好使就全世界地抱怨。学会了分析遇到问题的时候就会知道是原理图不行还是电路做的时候出错了。我讲的这些东西在模电书上都有还有很多没有讲到比如放大器的压摆率（20KHZ算不上高频稍微优秀的放大器就能满足要求，AD8032的压摆率是30V/us非常高）。最后奉劝一句大家要好好看书不要看不起理论，只会理论不动手是书呆子，只动手不懂理论是傻子，只有理论联系实际才是王道。

补充内容 (2014-12-12 11:42):
第二种方案的第一幅图的输入阻抗是R2不是R2//R1。

龙象

好东西

一生挚爱

霸气楼主啊，

sky兰

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吃猪的草

楼主太好了，正在纠结这个东西，就解决了

fighting001

这个论坛就需要楼主这种技术流的帖子啊，狂赞

围场最黑窝窝头

heitu 发表于 2014-12-8 23:52
还想请问一下最后是直接从电容C4上面接入到AD口吗，，，，主要是我也不明白我仿真哪里出了问题感觉不能出 ...

现在帖子的C1，老帖子的C4.

heitu

围场最黑窝窝头 发表于 2014-12-8 08:13
http://www.znczz.com/thread-225498-1-1.html

还想请问一下最后是直接从电容C4上面接入到AD口吗，，，，主要是我也不明白我仿真哪里出了问题感觉不能出结果

围场最黑窝窝头

heitu 发表于 2014-12-8 00:01
具体为什么第一种方案不适用了呢。。。

http://www.znczz.com/thread-225498-1-1.html

heitu

具体为什么第一种方案不适用了呢。。。