运算放大器原理

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1、运算放大器原理时间：2008-12-2111:29:37  来源：资料室  作者：  编号:2091  更新日期20120308003050 运算放大器原理Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号运算放大器（OperationalAmplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in,single-endedoutput）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列

2、特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号                      图1-1Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用

3、-参数-电子元器件符号通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（invertinginputnode）连接，形成一负反馈（negativefeedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈（positivefeedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。开环回路Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号         图1-2开环回路运算放大器Sdw

4、838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号开环回路运算放大器如图1-2。当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时，其输出与输入电压的关系式如下：Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号Vout=(V+-V-)*AogSdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益（open-loopdifferentialgai由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就

5、算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。 Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号闭环负反馈Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号将运算

6、放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点，又可分为反相（inverting）放大器与非反相（non-inverting）放大器两种。Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号反相闭环放大器如图1-3。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端为虚接地（virtualground），其输出与输入电压的关系式如下：Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用

7、网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号Vout=-(Rf/Rin)*VinSdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号              图1-3反相闭环放大器 Sdw838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号非反相