news 2026/1/29 19:02:52

运算放大器比例电阻您真的会用吗?

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张小明

前端开发工程师

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运算放大器比例电阻您真的会用吗?

选取运放电路比例电阻需要考虑的问题 从运放电路分析的经验来看,电阻的选用的重要性甚至比选用适宜型号的运放芯片还要重要,选用电阻时主要从以下5个方面考虑。

  • 1)功耗方面的考虑
  • 2)受空间辐射干扰方面的考虑
  • 3)电阻热噪声方面的考虑
  • 4)电阻精度和易于获得方面的考虑
  • 5)从非理想运放输入偏置电流的角度考虑 要不要我帮你把这些内容整理成

功耗方面的考虑

如下图LM324B运算放大器数据手册所示:

输出电流Io:运放输出端能够提供的电流。

短路电流Isc:运放输出端短路所能提供的最大电流。

若运放手册未明确标注输出电流,只要实际输出电流不超过短路电流,器件通常可正常工作。

输出电流对功耗方面有什么影响?

下图是一个同相放大器电路,输出端的比例电阻Rf与Rg是输出端的负载。

当Rf、Rg选取过小时,根据欧姆定律,流经这两个电阻的电流会显著增大。若该电流超过运放的短路电流Isc,会导致:

  • 运放功耗急剧升高,无法稳定输出信号;
  • 严重时因过流烧毁运放芯片。

建议流经Rf、Rg的电流控制在0.1mA-1mA范围内,既能满足放大电路的性能需求,也能为负载电流预留足够余量,避免功耗过载。

从受空间辐射干扰方面的考虑

一个噪声源相当与一个较高的电压源然后串联一个有伴电阻,假如我选择的比例电阻选择的比较小分得的电压比较小,如果电阻比较大分得的电压较高对应噪声也响应增大。

所有得出:较大的电阻更容易于接收空间辐射干扰电压选择更小比较好。

从电阻热噪声方面的考虑

热噪声的成因

电阻内部的载流子(如电子)会因温度产生无规则热运动,这种运动的随机性会形成波动电流,最终在电阻两端表现为噪声电压;温度越高,载流子热运动越剧烈,噪声的强度也会随之升高。

热噪声的计算公式与参数

电阻热噪声的电压均方根值遵循以下公式:

关键影响

从公式可直接推导得出:

  • 电阻阻值R越大,热噪声的强度越高;
  • 环境温度T越高,载流子热运动越剧烈,热噪声越强;
  • 电路工作带宽B越宽,接收的噪声能量越多,热噪声越强。

从电阻精度和易于获得方面的考虑

大于1MΩ的电阻和小于10几Ω的精密电阻个别阻值不好买,在线测量不方便,对仪器的要求较高。

普通万用表有一个内阻一般是1-2MΩ电阻超出内阻电阻测量就会误差很大,此时推荐用台式万用表六位半的。

所以推荐各位适中取值,不要超出几MΩ,也不要选个几十Ω电阻。

从输入偏置电流Ib方面考虑

没有同相端平衡电阻时,采用较大的反馈电阻Rf,输入偏置电流Ib所引起直流偏移更大。

从这个方面考虑我们应该将比例电阻Rf选择小一点。

总结

1)从功耗方面的考虑——电阻越大越好

2)受空间辐射干扰方面的考虑——电阻越小越好

3)电阻热噪声方面的考虑——电阻越小越好

4)电阻精度和易于获得方面的考虑——数百Ω~数百kΩ

5)从非理想运放输入偏置电流的角度考虑——电阻越小越好

总结 :在满足功耗的前提下,比例电阻在数百Ω~数百kΩ范围内,尽量往小了取。极低功耗电路,可扩大到数MΩ。

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