运算放大器的输入和输出限制

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  运放采用双电源供电,输出紧跟输入的变化。在输入端加入一个幅值为±1.5V的三角波,发现输出有削波现象,问题原因是什么?

为弄清此问题,需要了解共模输入电压(输入电压摆幅)和输出电压摆幅 。

1.共模输入电压

  定义了正常输入时,所需的共模电压范围,共模输入电压通常与运放的供电电源有关。如果超过这个范围,输出信号就会工作在非线性,引起失真;

2.输出电压摆幅

与运放供电电源有关。同样,如果超过这个范围,同样使得输出信号产生失真。

如下图所示:

注意:我们平常说的轨对轨运算放大器,共模输入电压可以达到供电电源范围,达到供电电源的两个轨,输出电压接近电源轨。

  首先对于上图的共模输入电压为0V,工作在其范围,但是输出也是0V,不在输出电压摆幅范围内,所以引起了输出电压可能达到200mV,引起了较大误差。

  由上图可以分析出,输入电压不在共模输入电压范围内,所以可能会导致输出电压不在μV级别,可能回答道mV级别。

  再回到起初问题,关于输入是±1.5V的三角波,输出却出现削波现象,其原因在于输入幅值不在共模输入电压范围。当三角波幅值达到1.5V时,已经超过共模输入电压的最大值1V,所以会产生削波现象;

  总结:对于使用运放时,需要考虑输入电压是否在共模输入电压范围,同时还要考虑输出电压摆幅问题。

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