來源：羅姆半導體社區

運算放大器的使用是電子工程師的必修課，運放的使用非常有講究，用的不好，很容易得不到想要的結果，下面我們就一起來看看運放究竟要怎么使用。

一、如何實現微弱信號放大?

傳感器+運算放大器+ADC+處理器是運算放大器的典型應用電路，在這種應用中，一個典型的問題是傳感器提供的電流非常低，在這種情況下，如何完成信號放大?

對于微弱信號的放大，只用單個放大器難以達到好的效果，必須使用一些較特別的方法和傳感器激勵手段，而使用同步檢測電路結構可以得到非常好的測量效果。這種同步檢測電路類似于鎖相放大器結構，包括傳感器的方波激勵，電流轉電壓放大器，和同步解調三部分。需要注意的是電流轉電壓放大器需選用輸入偏置電流極低的運放。另外同步解調需選用雙路的SPDT模擬開關。

另外，在運放、電容、電阻的選擇和布板時，要特別注意選擇高阻抗、低噪聲運算和低噪聲電阻。有網友對這類問題的解決也進行了補充，如：

1) 電路設計時注意平衡的處理，盡量平衡，對于抑制干擾有效，這些在運放的設計手冊中均可以查到。

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

3)對于傳感器輸出的nA級，選擇輸入電流pA級的運放即可。如果對速度沒有多大的要求，運放也不貴。儀表放大器當然最好了，就是成本高些。

4)若選用非儀表運放，反饋電阻就不要太大了，M歐級好一些。否則對電阻要求比較高。后級再進行2級放大，中間加入簡單的高通電路，抑制50Hz干擾。

二、運算放大器的偏置設置

在雙電源運放在接成單電源電路時，工程師朋友在偏置電壓的設置方面會遇到一些兩難選擇，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，有的網友建議用電阻，理由是成本低而且方便。對此，我認為，雙電源運放改成單電源電路時，如果采用基準電壓的話，效果最好。這種基準電壓使系統設計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系統的影響，這種用法噪聲比較高，PSRR比較低。

三、 如何解決運算放大器的零漂問題?

有網友指出，一般壓電加速度傳感器會接一級電荷放大器來實現電荷——電壓轉換，可是在傳感器動態工作時，電荷放大器的輸出電壓會有不歸零的現象發生，如何解決這個問題?

對此，網友分析道，有幾種可能性會導致零漂：1)反饋電容ESR特性不好，隨電荷量的變化而變化;2)反饋電容兩端未并上電阻，為了放大器的工作穩定，減少零漂，在反饋電容兩端并上電阻，形成直流負反饋可以穩定放大器的直流工作點;3)可能挑選的運算放大器的輸入阻抗不夠高，造成電荷泄露，導致零漂。

有網友還從數學分析的角度對造成零漂的原因進行了詳細分析，認為除了使干擾源漂移小以外還必須使傳感器、纜線電阻要大，運放的開環輸入阻抗要高、運放的反饋電阻要小，即反饋電阻的作用是為了防止漂移，穩定直流工作點。但是反饋電阻太小的話，也會影響到放大器的頻率下限。所以必須綜合考慮!

對于電荷放大器輸出電壓不歸零的現象，一般采用如下辦法來解決：

1)采用開關電容電路的技巧，使用CDS采樣方式可以有效消除offset電壓;

2)采用同步檢測電路結構，可以有效消除offset電壓。

最近，ROHM推出了面向處理微小信號的光傳感器、聲納及硬盤中使用的加速度傳感器等需要高精度感測的工業設備應用，開發出業界頂級的低噪聲CMOS運算放大器“LMR1802G-LB”，LMR1802G-LB融合ROHM的“電路設計”、“工藝”、“布局”三大模擬技術優勢開發而成，是一款等效輸入電壓噪聲密度（以下簡稱“噪聲性能”）僅為市場流通產品（以下簡稱“傳統產品”）的1/2左右（1kHz 時2.9nV/√Hz，10Hz 時7.8nV/√Hz）、低噪聲性能具有絕對優勢、傳感器信號檢測性能顯著提升的運算放大器。另外，與低噪聲性能呈矛盾關系的相位裕量和容性負載驅動也分別實現了業界頂級性能（相位裕量68°，容性負載500pF），還是一款具備業界頂級的低噪聲性能，并具有卓越的穩定性（不易振蕩，易于操作）的運放產品。這使得準確地放大僅幾μV的電壓也成為可能，非常有助于促進需要高精度感測的工業設備以及家電發展。

審核編輯黃昊宇