單運(yùn)放差分放大器為什么要平衡電阻?


在單運(yùn)放差分放大器中,平衡電阻(通常稱為輸入平衡電阻或調(diào)零電阻)的使用是為了優(yōu)化電路性能,確保放大器能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地放大差分信號,同時(shí)抑制共模信號。以下是平衡電阻在單運(yùn)放差分放大器中起到關(guān)鍵作用的幾個(gè)方面:
1. 補(bǔ)償輸入偏置電流的影響
偏置電流問題:運(yùn)放的輸入端通常存在微小的偏置電流( 和 ),這些電流會導(dǎo)致輸入電阻上的電壓降,從而引入誤差。
平衡電阻的作用:通過在運(yùn)放的非反相輸入端( 端)和反相輸入端( 端)分別接入與輸入電阻相匹配的平衡電阻,可以使得由于偏置電流引起的電壓降在兩個(gè)輸入端上相等,從而相互抵消,減少因偏置電流引起的輸出誤差。
2. 提高共模抑制比(CMRR)
共模抑制比的重要性:共模抑制比是衡量差分放大器抑制共模信號(即兩個(gè)輸入端同時(shí)變化的信號)能力的指標(biāo)。高CMRR意味著放大器能更好地放大差分信號,同時(shí)抑制共模干擾。
平衡電阻對CMRR的影響:通過合理設(shè)置平衡電阻,可以使得運(yùn)放對共模信號的響應(yīng)更加對稱,從而提高共模抑制比。這是因?yàn)槠胶怆娮栌兄跍p少因輸入電阻不匹配而導(dǎo)致的共模信號到差模信號的轉(zhuǎn)換。
3. 優(yōu)化輸入阻抗
輸入阻抗的要求:在某些應(yīng)用中,需要差分放大器具有較高的輸入阻抗,以減少對信號源的影響。
平衡電阻對輸入阻抗的影響:雖然平衡電阻本身會引入一定的輸入阻抗,但通過精心設(shè)計(jì),可以使得整個(gè)差分放大器的輸入阻抗?jié)M足應(yīng)用需求。同時(shí),平衡電阻的存在有助于保持輸入阻抗的對稱性,這對于差分信號的放大至關(guān)重要。
4. 減少溫度漂移
溫度漂移問題:運(yùn)放的偏置電流和輸入電阻等參數(shù)會隨溫度變化而變化,這可能導(dǎo)致放大器的性能不穩(wěn)定。
平衡電阻的補(bǔ)償作用:通過接入平衡電阻,可以在一定程度上補(bǔ)償因溫度變化而引起的輸入偏置電流和輸入電阻的變化,從而減少溫度漂移對放大器性能的影響。
5. 實(shí)現(xiàn)精確的增益設(shè)置
增益設(shè)置的準(zhǔn)確性:在差分放大器中,增益的準(zhǔn)確設(shè)置對于信號的放大至關(guān)重要。
平衡電阻對增益的影響:雖然平衡電阻本身不直接決定放大器的增益,但它們通過影響輸入端的電壓分布和電流流動,間接影響放大器的增益特性。通過合理設(shè)置平衡電阻,可以確保放大器在給定的增益設(shè)置下具有穩(wěn)定的性能。
責(zé)任編輯:Pan
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