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運(yùn)算放大器的飽和電壓

來源:
2024-05-16
類別:基礎(chǔ)知識(shí)
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文章創(chuàng)建人 拍明芯城

運(yùn)算放大器(運(yùn)放)的飽和電壓是指在輸入信號(hào)較大時(shí),輸出信號(hào)無法再隨輸入信號(hào)的增大而繼續(xù)增大的情況。這是由于運(yùn)放內(nèi)部的電路設(shè)計(jì)所限制的,一旦輸出信號(hào)達(dá)到了飽和電壓,就無法再繼續(xù)增大,導(dǎo)致輸出信號(hào)失真。

運(yùn)放飽和的原因主要是因?yàn)檫\(yùn)放的供電電壓是一定的,輸出電壓不能大于運(yùn)放的供電電壓。例如,一個(gè)±5V供電的正相比例運(yùn)算放大電路,如果其放大倍數(shù)是2,且輸入信號(hào)峰峰值是6V,那么其輸出電壓峰峰值并不會(huì)是12V,而是會(huì)受到供電電壓的限制,不會(huì)超過±5V的范圍,也就是不會(huì)超過峰峰值是10V。

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運(yùn)放飽和后,輸出信號(hào)會(huì)發(fā)生失真,其諧波含量會(huì)增加,使得放大器輸出的波形變形。對(duì)于音頻等信號(hào),輸出失真會(huì)導(dǎo)致音質(zhì)的下降。此外,放大器飽和時(shí)輸出電壓將達(dá)到電源電壓的上(或下)極限,若電源電壓過大,會(huì)對(duì)后級(jí)電路產(chǎn)生過大的電壓,造成其他元件如喇叭、耳機(jī)等的損壞。同時(shí),這也是一種功率浪費(fèi),因?yàn)榉糯笃鳑]有把電源全部利用起來,產(chǎn)生了電源上過多的電壓,這將影響整個(gè)電路的效率,降低其使用壽命。

為了避免運(yùn)放飽和,我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該選擇合適的運(yùn)放、電源電壓和放大倍數(shù)。例如,如果我們希望運(yùn)放最大輸出電壓盡可能接近電源電壓,我們可以使用軌到軌(rail to rail)運(yùn)放。


責(zé)任編輯:Pan

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