集成運放的非線性失真分析及電路應用

王琦

【摘要】集成運放可用來集成外圍電路及運算放大器，硅片具備了集成性。經過這種組合，構建了集成式的電子電路。相比來看，集成運算體現為更優的靈活及敏銳性，也縮小了體積。在便攜性的數碼設備中通常可選取集成運放的方式。經過非線性的解析，可知非線性電路失真的根源。在這種基礎上，變更了集成運放原有的線路銜接方式，恢復常規運行。對于此，解析了非線性失真的成因及根源，選取集成運放的方式來處理電路。

【關鍵詞】集成運放 非線性 失真分析 電路應用

針對于差分式的集成運放電路，解析了失真的非線性根源。經過全方位改進，優化并且重設了集成運放的線路特性。具體在改進后，防控了偏高的電路諧波。對于外圍線路，非線性解析得到的參數也可用來優化連接，同時減低了輸入進來的共模電壓。具體優化設計時，增設了定位必備的頻段系統用來接收電路的射頻增益，阻止產生諧波。改進后的輸出信號符合了特定門限及幅度。

一、非線性的電路失真

集成運放性的常用電路包含了輸入級、輸出級及相應的中間級，同時還含有偏置電路。在整體電路中，輸入級還設有內部的差分電路。差分電路可設置為單端或雙端這樣兩類的輸入流程。對于偏置電路，可依托雙電源或單一電源來供電。在這種狀態下，若輸入進來的共模信號是較大的，將會轉變至非線性的差分電路運轉狀態。因此，放大器不會再抑制電路內的共模，也干擾了設置好的共模抑制功能。

集成運放性的線路表現為非線性的特性，設置了必備的參數。除了輸入電壓，判斷非線性的詳細指標還包含了輸出電流、電壓及擺動幅度。從晶體管來看，輸出級呈現為飽和性的壓降，輸出的最大電壓也經常沒能超出線路內的電源電壓。在轉換電壓時，壓擺率被設置為必備的指標，這項指標整合了高頻信號。若初期設定了偏高壓擺率，那么集成運放也將表現為較高的總體電壓。與之相反，若設置了過低的壓擺率，在某一時段將會呈現為失真的輸出信號，這種狀態下的非線性表征也更為明顯。

針對于正負兩類的電源或是單一電源，集成運放供電都配有精確的共模電壓。通常來看，相比于電源電壓，共模電壓會顯示為2V的差值。若選取了單一電源用來供電，那么輸入電壓總體的變更幅度是更小的。由此可見，如果采納了較低的供電電源，那么不可忽視共模信號的輸入。

二、集成運放的具體應用

射頻式的前端接收機電路配備了運算放大器，表現為集成性能。然而，運算放大器初期設置了偏高的輸出阻抗，這種狀態的混頻器并沒能擁有最優的驅動及負載性能。這樣做，即可確保符合了最低的采樣信號門限。集成運放設有輸出的較低阻抗，但卻有著較高比值的輸入阻抗。經過這種改進，即可高效傳遞實時l生的變頻信號，負載驅動性能因而變得更強。針對總體線路，若要符合根本的增益設計，那么有必要實時放大變頻狀態下的接收端基帶信號。

2.1總體設計思路

非線性的集成運放線路設有500MHz的帶寬及5mV的電壓擺動，設定為0.05°精確的相位誤差，它代表著差分放大過程中的偏差。電源設有7V或更低的電壓。在總體線路內，配備了雙集成式的放大器用來運算，可同時輸出并且放大雙路的信號。相比于反饋電流式的常見放大器，集成運放的新式放大器更適合用于電路的擴頻通信，體現為壓擺率較高的特性。

2.2具體的實現流程

供電設置了單電源，配備了正交的兩路信號。對于差分放大，配備了單端輸出及雙端輸入的流程。集成運放的過程中，合并了極性的雙路信號而后用來采樣。若識別了跳頻信號，電路即可跟進實時性的電壓變更。經過改進之后，可控制于30dBc或更低的輸出諧波，符合了靈敏度。在各個階段內，負載阻抗及電壓增益都會表現出正比的變動趨勢。對于射頻前端，配備了控制性的增益放大線路。接收機設有高層次的敏銳性要求，初期較弱的信號經過固定式的集成運放，可以再次被放大。

2.3優化非線性電路

非線性的集成運放電路應當解析它的失真規律。輸入某一單頻信號，電壓變更的速度并不是很快。因此，諧波失真可忽視壓擺率的變動。優化重設電路之后，在最大范圍內縮減了低頻信號附帶的電容干擾，因而表現出最佳的電路頻譜特性。

三、結語

連接電路選取了集成運放的非線性方式，確認了諧波失真的根源。在這種基礎上，重設了優化后的電路銜接。對于集成運放，不會更改固有的電路增益，射頻的接收端即可提升至更高的敏銳度。這樣做，動態調控了波動的非線性范圍，也可把失真諧波控制于可接受范圍內。在各類電路內，集成運放都隱含了非線性失真的可能性。為此，仍有必要歸納集成運放式的電路失真規律，設定適當的防控措施。