运放是一种增益器,可以将低水平的信号放大数倍,但是运放并不是完美的。在实际的电路中,运放会表现出一些非线性现象。其中最常见的就是输出非线性,也就是输出信号并不是一个输入信号的简单增益。
这种非线性现象很大程度上取决于运放的设计和制造质量,具体的表现形式有很多,比如失真、交叉失真、饱和、剪切等等。这些非线性现象会影响电路中输出信号的精度和准确度,对于高精度和高灵敏度的电路设计来说,这些非线性现象需要严格控制和抑制。
除了非线性现象,运放还存在噪声现象。噪声是一种随机的无用信号,来源于运放内部电路中的器件噪声、电磁干扰、温度等环境因素。这些噪声会被放大并加入到输出信号中,影响电路的信噪比和精度。
运放的噪声通常用噪声系数和等效噪声电压两个指标表示。噪声系数表示输出噪声功率与输入信号功率的比值,等效噪声电压表示理想电路中产生同等输出噪声功率所需的输入信号电压值。
运放的漂移现象是指在长时间工作中,运放的电性能参数会不可避免地发生一些变化,导致输出信号的偏移。这种漂移是典型的温度漂移和时间漂移。
温度漂移是指运放的输入偏置电流、增益、输出电平等参数会随着温度的变化而发生变化,从而导致输出信号的漂移。时间漂移是指运放内部电路的电容、电阻等元器件在长期使用中会逐渐老化,从而导致输出信号的漂移。
共模抑制比(CMRR)是评估运放性能的一个重要参数。CMRR表示在两个共模信号相同时,运放输出信号中的差模成分和共模成分之比,也就是运放对输入信号的共模干扰的抑制能力。
通常情况下,运放的CMRR越高,共模抑制能力就越强,对于测量精度要求高的电路设计来说,CMRR是一个非常关键的参数。但是在实际的电路中,由于运放内部元器件的不匹配等因素,CMRR并不是完全精确的,而且还会随着频率的变化而变化,需要在设计过程中合理控制。