如何實(shí)現(xiàn)一種Op Amps電路設(shè)計(jì)呢？

1.前言：

敘述集成運(yùn)算電路之前，分享一種研發(fā)設(shè)計(jì)思想。從某種意義上說，RD研發(fā)設(shè)計(jì)工作，就是不停地遇到和解決意料之外問題的過程。

在遇到問題有兩種解決方法：做加法或做減法。例如在系統(tǒng)遇到干擾時(shí)，可利用做加法方式，增加抑制干擾器件；也可利用做減法的方式，分析干擾回路，并將其斷開。

對(duì)于具體的問題，采用哪種方式，需要具體分析與權(quán)衡。然而一般來說，如果能夠采取做減法的方式解決問題，那么對(duì)問題解決，更加徹底，效果也更好。本文也體現(xiàn)了這一思想。

2.概述：

隨著電子技術(shù)迅速發(fā)展，應(yīng)用數(shù)字技術(shù)處理模擬信號(hào)的情況越來越普遍。因此信號(hào)鏈設(shè)計(jì)的概念被重視，信號(hào)鏈設(shè)計(jì)更加側(cè)重于從系統(tǒng)的角度看問題。將傳感器，信號(hào)調(diào)理電路，ADC , DAC 作為一個(gè)整體討論。這樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)分配能夠更加合理。

信號(hào)鏈典型應(yīng)用框圖

對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，傳感器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器屬于定型產(chǎn)品，除了選型之外，能做的具體工作并不多。這樣最終獲取信號(hào)質(zhì)量，極大程度上取決信號(hào)調(diào)理電路。信號(hào)調(diào)理電路又以運(yùn)放電路設(shè)計(jì)為核心。

3.Op Amps 電路設(shè)計(jì)思想：

Op Amps 集成運(yùn)算放大器，它可以完成加法、減法、微分、積分、等各種數(shù)學(xué)運(yùn)算，同向或反向放大電路有很多種型式。在設(shè)計(jì)電路時(shí)將設(shè)計(jì)指標(biāo)寫成方程形式。聯(lián)立方程組的方法可以直接獲得最優(yōu)解。

一般線性運(yùn)放電路只能得到直線的方程，用斜率K表示放大電路增益，用截距B表示偏移量。Vout=±kVin±B

例：考慮設(shè)計(jì)指標(biāo)電路：輸入電壓 Vin=±6.2V 輸出電壓 Vout=0~3V

將設(shè)計(jì)指標(biāo)放入矩形數(shù)表 ，求逆矩陣可可得 K與b，最終電路方程為 :

Vout=0.242*Vin + 1.5

K與b均為正時(shí)，他們都應(yīng)該加到運(yùn)放的同向輸入端，可得電路原理圖：

選定Rg=20kΩ ，從1%電阻序列中挑選反饋電阻Rf=4.99kΩ。由于選擇了標(biāo)準(zhǔn)電阻又一次引進(jìn)了一定的誤差。最終設(shè)計(jì)的具備選定原件值的轉(zhuǎn)移特性曲線。

4.Op Amps 電路有源濾波設(shè)計(jì)思想：

一般為了濾除高頻干擾，信號(hào)線上尖峰和毛刺。會(huì)設(shè)計(jì)一些有源濾波器。如常用的一階，二階濾波器等。一般用傳遞函數(shù)法設(shè)計(jì)濾波器。

推導(dǎo)傳遞函數(shù)過程：

可得電路圖設(shè)計(jì)為典型的一階低通濾波器