如何选择合适的运放周边电阻？

摘要： 运放周边电阻的选择是一个复杂且关键的过程，它直接影响到运放电路的性能、稳定性和功耗，以下是对运放周边电阻选择的详细分析：一、反馈电阻的选择1、确定放大倍数：在同相比例放大电路中，放...

运放周边电阻的选择是一个复杂且关键的过程，它直接影响到运放电路的性能、稳定性和功耗，以下是对运放周边电阻选择的详细分析：

一、反馈电阻的选择

1、确定放大倍数：在同相比例放大电路中，放大倍数 \( A_v \) 等于 \( 1 + \frac{R_f}{R_1} \)，\( R_f \) 是反馈电阻，\( R_1 \) 是输入电阻，首先需要根据所需的放大倍数来选择合适的反馈电阻 \( R_f \) 和输入电阻 \( R_1 \) 的比值。

2、考虑驱动能力：运放的输出电流能力有限，如果反馈电阻过小，流过反馈电阻的电流会很大，可能超出运放的输出电流范围，导致输出电压幅度降低或发生畸变，以TI的通用运放LM2904为例，其最大输出拉电流（source）最小值为10mA（典型值为30mA），若采用3.3V供电，则输出电压最大时，通过反馈电阻的最大电流应小于这个值，假设 \( R_1 = 2Ω \)，\( R_2 = 1Ω \)，很容易计算出流过反馈电阻的电流为1A，这显然超出了LM2904的驱动能力。

3、权衡误差因素：反馈电阻过大也会带来问题，电阻本身存在噪声，阻值越大，噪声也越大；电阻过大还会增大偏置电流引起的失调电压，在选择反馈电阻时，需要在保证放大倍数的同时，尽量减小电阻值以降低误差。

4、考虑稳定性：对于高速运放电路，反馈电阻过大可能会影响运放的稳定性，因为运放放大本身会有相移，反馈电阻与反相端的寄生电容会造成额外的相移，二者累加可能在某个频率处达到180°相移，从而变成正反馈，导致运放不稳定。

二、平衡电阻的选择

在同相比例放大电路中，为了保证集成运放输入级差分放大电路的对称性，通常需要在输入端接入平衡电阻 \( R_p \)，平衡电阻的取值一般为 \( R_p = R_1 // R_f \)。

三、其他注意事项

1、电阻精度：如果对电路的精度要求较高，应选择精度较高的电阻，金属膜电阻、线绕电阻等精度相对较高，但价格也较贵；而碳膜电阻等价格较低，但精度也相对较低。

2、温度系数：电阻的温度系数会影响电路的性能，在温度变化较大的环境中，应选择温度系数较小的电阻，以减小温度对电路性能的影响。

3、功率额定值：根据电路的工作电压和电流，选择合适功率额定值的电阻，以确保电阻能够正常工作而不被烧坏。

运放周边电阻的选择需综合考虑多方面因素，在实际应用中，应根据具体需求进行权衡和选择，必要时可通过实验和仿真进一步优化电路性能。