添加电阻以减少 LM324/LM358 中的交叉失真

电器工程 运算放大器 线性的 失真
2022-01-12 16:26:08

我在看传奇的 Bob Pease 的视频,他说普通的 LM324/LM358 不是低失真放大器,但是,如果你在运算放大器的输出到负电源轨添加一个 10K 电阻,那么,失真大大减少。

似乎在视频中他们使用的是双极电源,所以我的问题是:如果我使用单电源的 LM324/LM358,比如 9V 和地,在输出到地之间添加一个电阻器也会降低失真吗?我必须添加一个 4.5V 偏置到运算放大器的输入,因此输出在 4.5V 时处于空闲状态。下面的示意图显示了我在做什么

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

视频链接如下:无论如何,这些失真的东西是什么?

4个回答

LM324 的输出级在提供输出电流时具有低输出阻抗(当推挽级的“推”一半处于活动状态时),当它吸收输出电流时(当推挽级的“拉”一半时)阶段处于活动状态)。它在输出电流为零时关闭(变为高阻抗),这会导致传输特性出现“死点”。

为了减少失真,您绝不能允许零输出级电流。$$I_{output} = -I_{load} + {V_{output} -V_R \over R} \ne 0$$ 这确保负载电流加上附加电阻的输出电流在所有输出信号电压下始终非零价值观。

这意味着上拉电阻与吸收电流能力有限的负载结合使用,或者下拉电阻与提供电流能力有限的负载结合使用。一个“接地”电阻可能不满足任何要求。

324 中的输出图腾柱级针对低静态电流进行了偏置,这意味着当不需要输出电流时,两个器件都会变为低电流。这会降低增益并导致交叉失真。如果负载是双极的,则有时输出电流将为零。

仅提供或吸收电流的负载将保持一个输出晶体管开启,并显着减少这种失真源。

双极负载可以偏置为单极负载,并在其两端放置足够小的上拉或下拉电阻。

我们应该使用上拉还是下拉?324 个输出晶体管将提供比吸收更多的电流。因此,如果它是下拉的,则可以使用更大的偏置电流来应对更大的负载。

在所有负载和信号条件下保持上部输出晶体管导通的附加接地负载将消除交叉失真(但其他影响,例如有限的转换速率和有限增益的非线性仍会导致一些失真)。

您可能无法获得与正电源轨上的电阻器一样大的电压摆幅,但您可能可以获得更多电流。电阻值可能必须低于 10K,具体取决于负载。

您的答案在问题的第一段。

如果您查看 LM358 的内部原理图,您会明白为什么要将外部电阻从 o/p 引脚添加到负电源轨。运算放大器不关心您使用的是单端电源还是双极电源。

由于电流通过该外部电阻器,失真减少了。在你的情况下,电阻两端的电压为 4.5V。

虽然数据表建议使用 6.2k 的值,但我通常使用 4.7k 只是为了减少我的 BOM 组件计数。任何一个值都可以很好地工作。