運(yùn)算放大器的使用依據(jù)詳細(xì)說(shuō)明

　　一、如何實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)放大？

　　傳感器+運(yùn)算放大器+ADC+處理器是運(yùn)算放大器的典型應(yīng)用電路，在這種應(yīng)用中，一個(gè)典型的問(wèn)題是傳感器提供的電流非常低，在這種情況下，如何完成信號(hào)放大？ 對(duì)于微弱信號(hào)的放大，只用單個(gè)放大器難以達(dá)到好的效果，必須使用一些較特別的方法和傳感器激勵(lì)手段，而使用同步檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)可以得到非常好的測(cè)量效果。這種同步檢測(cè)電路類(lèi)似于鎖相放大器結(jié)構(gòu)，包括傳感器的方波激勵(lì)，電流轉(zhuǎn)電壓放大器，和同步解調(diào)三部分。需要注意的是電流轉(zhuǎn)電壓放大器需選用輸入偏置電流極低的運(yùn)放。另外同步解調(diào)需選用雙路的 SPDT 模擬開(kāi)關(guān)。另有工程師朋友建議，在運(yùn)放、電容、電阻的選擇和布板時(shí)，要特別注意選擇高阻抗、低噪聲運(yùn)算和低噪聲電阻。有網(wǎng)友對(duì)這類(lèi)問(wèn)題的解決也進(jìn)行了補(bǔ)充，如：

　　1） 電路設(shè)計(jì)時(shí)注意平衡的處理，盡量平衡，對(duì)于抑制干擾有效，這些在美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體、BB（已被 TI 收購(gòu)）、ADI 等公司關(guān)于運(yùn)放的設(shè)計(jì)手冊(cè)中均可以查到。

　　2） 推薦加金屬屏蔽罩，將微弱信號(hào)部分罩起來(lái)（開(kāi)個(gè)小模具），金屬體接電路地，可以大大改善電路抗干擾能力。

　　3） 對(duì)于傳感器輸出的 nA 級(jí)，選擇輸入電流 pA 級(jí)的運(yùn)放即可。如果對(duì)速度沒(méi)有多大的要求，運(yùn)放也不貴。儀表放大器當(dāng)然最好了，就是成本高些。

　　4） 若選用非儀表運(yùn)放，反饋電阻就不要太大了，M 歐級(jí)好一些。否則對(duì)電阻要求比較高。后級(jí)再進(jìn)行 2 級(jí)放大，中間加入簡(jiǎn)單的高通電路，抑制 50Hz 干擾。

　　二、運(yùn)算放大器的偏置設(shè)置

　　在雙電源運(yùn)放在接成單電源電路時(shí)，工程師朋友在偏置電壓的設(shè)置方面會(huì)遇到一些兩難選擇，比如作為偏置的直流電壓是用電阻分壓好還是接參考電壓源好？有的網(wǎng)友建議用參考電壓源，理由是精度高，此外還能提供較低的交流旁路，有的網(wǎng)友建議用電阻，理由是成本低而且方便。對(duì)此，我認(rèn)為，雙電源運(yùn)放改成單電源電路時(shí)，如果采用基準(zhǔn)電壓的話(huà)，效果最好。這種基準(zhǔn)電壓使系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到最小的噪聲和最高的 PSRR。但若采用電阻分壓方式，必須考慮電源紋波對(duì)系統(tǒng)的影響，這種用法噪聲比較高，PSRR 比較低。