运算放大器总结

运算放大器的一般条件

运算放大器（或通常称为Op-amp）在开环模式下使用时可以成为具有无限增益和带宽的理想放大器，其典型直流增益远超过 100,000 或 100dB。

基本运算放大器结构是 3 端设备，具有 2 个输入和 1 个输出（不包括电源连接）。

运算放大器可以由双正电源（ +V ）和相应的负电源（ -V ）供电，也可以由单个直流电源电压供电。

与运算放大器相关的两个主要定律是，它具有无限输入阻抗（ Z =  ∞ ），导致“没有电流流入其两个输入端中的任何一个”和零输入失调电压V1 = V2。

运算放大器也具有零输出阻抗（ Z = 0 ）。

运算放大器感应施加到其两个输入端的电压信号之间的差异，然后将其乘以某个预定增益（ A ）。

该增益（A）通常被称为放大器的“开环增益”。

通过在运算放大器的输出端和一个输入端之间连接电阻或电抗元件来闭合开环，可以大大降低和控制该开环增益。

运算放大器可以连接成两种基本配置，即反相和非反相。

基本运算放大器电路

对于负反馈，如果反馈电压与输入“反相”，则放大器的总增益会降低。

对于正反馈，如果反馈电压与输入“同相”，则放大器的总增益会增加。

通过将输出直接连接回负输入端，可以实现 100% 反馈，从而产生具有恒定增益 1（单位）的电压跟随器（缓冲器）电路。

将固定反馈电阻 (  R  ) 更改为电位器，电路将具有可调增益。

运算放大器增益

运算放大器增益带宽积

开环增益又称为增益带宽积（GBP），它可以非常高，是衡量放大器性能的标准。

非常高的GBP会使运算放大器电路不稳定，因为微伏输入信号会导致输出电压进入饱和状态。

通过使用合适的反馈电阻 (  R  )，可以控制放大器的总增益。

差分放大器和求和放大器

差分和求和放大器

通过在反相或非反相输入端添加更多输入电阻，可以制作电压加法器或加法器。

可以将电压跟随器运算放大器添加到差分放大器的输入端，以产生高阻抗仪表放大器。

差分放大器产生的输出与两个输入电压之间的差成比例。

微分器和积分器电路
微分放大器和积分放大器
积分放大器产生的输出是积分的数学运算。
微分放大器产生的输出是微分的数学运算。

积分器和微分放大器均在运算放大器上连接电阻器和电容器，并受其RC时间常数的影响。

在其基本形式中，差分放大器存在不稳定性和噪声问题，但可以添加额外的组件来降低整体闭环增益。