前言：
運放號稱三多：參數多，型號多，廠家多。
不知道大家有沒有遇到這樣的情況：
當你針對一個具體功能去設計放大器、濾波器或者比較器的時候，不知道該選擇什麼樣的運放。你去問主管或者師兄，他們往往告訴你說“哎，之前我們一直都用的XX公司的XX型號，你也用這個就足夠了，不用再去選擇了。”
如果你問他爲什麼，答曰“之前也是這麼設計的，你就用就行了”，或者就是“這個要綜合考慮各項指標，比如失調電壓，失調電流，放大倍數，轉換速率，巴拉巴拉。去把這本書學一下就知道了。”爲了趕工程，你只能帶着滿腦子疑問回到座位，調用原有的封裝庫進行電路設計。
So，我寫了這篇文章，嘗試用盡量明瞭的表達爲大家解讀：如何快速選型運放。具體內容如下面圖中三點所示：
- 首先我們先回顧一下運放包含的重點參數，通過這些參數幫助我們更好的認識運放，將一個完整的運放拆解成參數的表現形式；
- 然後在實際應用下按照“四步走戰略”去判斷你的運放功能需求，採用先定性後量化的方式分析，根據量化的需求對應重點參數類型進行判斷；
- 最後根據廠商列出的運放特點，選擇“心儀”的運放的類型；
一、重點參數回顧
這裏並不全部列出所有的運放內部參數，主要是幫助大家回顧最爲常用的七個參數，也是後面要用來進行運放選型的內容（不求記住如何計算，大致上理解參數概念就可以）：失調電壓、失調電流、偏置電流、增益帶寬積、共模抑制比、失調電壓溫漂、轉換速度
這些參數都會寫在數據手冊規格頁，有些重點標明的參數還會寫在數據手冊首頁：
圖0：參數
1、失調電壓Vos
定義：將運放輸入端接地，理想運放輸出爲零，但實際的運放輸出不爲零。將實際運放的輸出電壓除以增益所得到的等效輸入電壓稱爲失調電壓。
影響因素：溫度（對應失調電壓溫漂）、電源波動（對應電源抑制比）
影響結果：運算放大器輸出結果同理論值存在偏差，並且由於受溫度和電源波動的影響，此誤差並不是固定值。注意：Vos爲直流偏置，直接疊加在輸出上，因此如果是交流信號不必過多擔心該值，但是需要考慮是否疊加後超過供電電壓導致信號失真。
當圖4中輸出受到Vos影響時：Vout=（1+R2/R1）×（Vos+Vin）
圖1：反向放大電路
2、偏置電流IB
定義：當運放輸出直流電壓爲零時，運放兩個輸入端流進或者流出直流電流的平均值
圖2偏置電流和失調電流示意圖
影響因素：製造工藝，雙極型工藝（即上述的標準硅工藝）的輸入偏置電流在±10nA~1μA
之間；場效應管做輸入級，輸入偏置電流一般低於1nA。
影響結果：運算放大器輸出結果同理論值存在偏差，參照圖1，受偏置電流Ib影響得到的偏置電壓爲：VB=R1*R2/（R1+R2）*Ib
對應得到的輸出爲：Vout=R1*R2/（R1+R2）*Ib+Vin。
可以通過在同相端增加匹配電阻：R3= R1*R2/（R1+R2），實現誤差消除。
3、失調電流Ios
定義：當運放輸出直流電壓爲零時，運放兩個輸入端流進或者流出直流電流的差值
影響因素：製造工藝，很難保證兩個輸入端口的偏置電流相等
影響結果：同樣在運放輸出信號引入誤差，如圖一中計算受到失調電流影響的輸出結果爲
Vout=（1+R2/R1）×（Ios*R2+Vin）
4、增益帶寬積GBP（Gain Band with Product）
定義：在某頻率下測量的開環電壓增益與測量頻率的乘積，GBP=FH*AM如圖所示，其中頻率爲fH運放增益衰減爲-3dB時帶寬，ft時爲單位增益帶寬。
影響因素：運放內容結電容的頻率響應特性導致的。
影響結果：該參數表明在設計過程中必須考慮放大增益倍數同信號頻率之間的關係，高頻信號增益大小受限，必須選用GBP參數較大的運放
5、共模抑制比CMRR（Common Mode Rejection Ratio）
定義：放大器對差模信號的電壓放大倍數Aud與對共模信號的電壓放大倍數Auc之比，CMRR=Aud/Auc或者表示爲CMR=20lg│Aud/Auc│(dB)。
影響因素：電路對稱性（失調電流等參數）、線性工作範圍
影響結果：這一參數是爲了說明差分放大電路抑制共模信號及放大差模信號的能力，抑制共模輸入的干擾信號提高信噪比。
6、失調電壓溫漂αVOS
定義：芯片承受溫度範圍內，輸入失調電壓的變化與溫度變化的比值
影響因素：溫度
影響結果：失調電壓發生變化，導致運放輸出受到干擾，如果是直流信號後面跟A/D，直接影響最後檢測結果。
7、轉換速度SR（Slew Rate）
定義：也稱爲壓擺率，將一個大信號（包括階躍信號）輸入至運放輸入端，運算放大器輸出電壓的上升速率，單位有通常有V/s，V/ms和V/μs。壓擺率的數學定義：SR=2×pi×f×Vpk
式中：f爲最大頻率，一般認爲是帶寬；Vpk是放大輸出信號的最大峯峯值。
影響結果：評價運放對信號變化速度的適應能力，是衡量運放在大幅度信號作用時工作速度的參數。當輸入信號變化斜率的絕對值小於SR時，輸出電壓才按線性規律變化。
二、歸類選型
看完常見的運放參數，大家其實心裏面已經有一個初步的概念了，也大致知道如何確定一個運放的特性，那麼下面幫大家對運放的要求進行歸類，同時對照上面參數，幫助大家更好的去建立一個整體思維，按照順序思考歸類，更加方便記憶哦：
1、輸入信號類型
問己：交流還是直流？差分還是單端？低頻還是高頻？
判斷：直流注意失調電流、失調電壓參數；差分輸入判斷是否選擇儀表放大器；高頻交流注意增益帶寬積GBD和轉換速度SR；
2、精度要求
算參：根據精度要求，重點計算失調電壓、偏置電流、失調電流以及共模抑制比對精度影響，判斷是否選用高阻運放或者是精密運放。
3、環境條件
問己：溫度極端否？溫度變化劇烈否？電源波動嚴重否（用了DCDC或者模數分割沒做好，這些坑我都踩過）？
算參：看看運放溫度量程；注意溫漂參數影響；注意電源紋波抑制比PSRR參數（沒列出來，可望文生義）；
4、其他要求
1）通道數：如果是多級在確定其他指標前提下選用多通道運放；
2）單/雙電源：選軌對軌信號失真小，可滿幅值輸出；
3）功率大小：高壓或大電流選用專用功率運放；
三、常用運放特點賞析
參數和要求不知道大家能不能結合起來完成記憶，記不住的話就快快把本文收藏起來吧。
下面又要加餐了，我在此按照廠商的排列方式列出了五種不同類型的運算放大器，並且把他們各自的特點明明白白的寫出來啦，大家對照自己在第二章提出的要求按圖索驥吧。
1、通用運放
高性價比：要求均不高的電路，或者僅對功耗、帶寬等單一條件有要求。
2、精密運放
基操：低失調電壓，小於1mV。
其他：低溫漂；低噪聲；低功耗；寬帶寬。
3、高速運放
基操：增益帶寬積50MHz~8GHz（數據來源於TI）
其他：低功耗、低噪聲SNR。
可選：高輸入阻抗需求和全差分。
4、音頻運放
基操：總諧波失真加噪聲（THD+N，感興趣童鞋可以自行了解）；超低噪聲（高保真）；低功耗（高續航）；小封裝（畢竟耳機用）
其他：汽車電子；通道數等等，價格較高
5、功率運放（看負載）
基操：高電壓；高電流；小封裝
可選：通道數；帶寬
最後：
再來跟着思維導圖回顧一遍本文內容吧：
圖3：運放選型速記思維導圖
回顧一下你之前做過的項目，你用的運放是什麼類型的呢？歡迎在評論區回覆我哦。
歡迎添加公衆號“硬件攻城獅的祕密”，一起學習更多硬件知識。
如果有收穫的話也請幫我點個贊吧，讓更多的人看到這篇文章，順便激勵我一下哈！