同相放大器开环增益
运放基本应用电路
运放基本应用电路运放基本应用电路运算放大器是具有两个输入端，一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。
若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。
当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。
运算放大器可进行直流放大，也可进行交流放大。
R f使用运算放大器时，调零和相位补偿是必须注意的两个问题，此外应注意同相端和反相端到地的直流电阻等，以减少输入端直流偏流 U I 引起的误差。
U O 1．反相比例放大器 电路如图1所示。
当开环增益为 ∞（大于104以上）时，反相放大器的闭环增益为： 1R R U U A f I O uf -== （1） 图1 反相比例放大器 由上式可知，选用不同的电阻比值R f / R 1，A uf 可以大于1，也可以小于1。
若R 1 = R f ， 则放大器的输出电压等于输入电压的负值，因此也称为反相器。
放大器的输入电阻为：R i ≈R 1直流平衡电阻为：R P = R f // R 1 。
其中，反馈电阻R f 不能取得太大，否则会 产生较大的噪声及漂移，其值一般取几十千欧 到几百千欧之间。
R 1的值应远大于信号源的 O 内阻。
2．同相比例放大器、同相跟随器 同相放大器具有输入电阻很高，输出电阻很低的特点，广泛用于前置放大器。
电路原理图如图2所示。
当开环增益为 ∞（大于104以上 图2 同相比例放大器 ）时，同相放大器的闭环增益为：1111R R R R R U U A f f I O uf +=+== （2） 由上式可知，R 1为有限值，A uf 恒大于1。
同相放大器的输入电阻为：R i = r ic其中： r ic 是运放同相端对地的共模输入电阻，一般为108Ω；放大器同相端的直流平衡电阻为：R P = R f // R 1。
若R 1 ∞（开路），或R f = 0，则A u f 为1，于是同相放大器变为同相跟随器。
此时由于放大器几乎不从信号源吸取电流，因此 U可视作电压源，是比较理想的阻抗变换器。
模拟电路基础-同相放大器
目的：设计一个差动放大器，使其产生特定的电压增益 和最小差模输入电阻。
②若不满足条件R4/R3=R2/R1，则必然存在共模输入信号。
共模输入电压定义为：vcm
共模增益Acm
vocm vcm
vi1
vi2 2
式中vocm为共模输入电压vcm单独作用下（差模输入 电压vid=vi2-vi1=0）的输出电压。
分析→
v（o t）
v（c 0）
1 RC
t
v（i ）d
0
1 RC
t
(1)d
0
t RC
t
1ms时，vo
t 1
110－3 RC
10
即RC＝0.1ms
可选择R＝10k，C＝0.01F。
目的：求积分器的时间常数。
2．微分器
由虚断、虚短的概念和 电容的伏安关系可得：
C dv（i t） v（o t）
dt
）RA
（1 Rf ） RBRf RB RB Rf
Rf
vo
（ Rf Ra
va
Rf Rb
vb
Rf Rc
vc）（
Rf R1
v1
Rf R2
v2
Rf R3
v3）
例8.6 设计一个加减法电路，使输出与输入的关系为
vo 4va 6vb 3vc 7v1 v2 5v3 分析→电路如图8.9所示。
将题中要求的输出与输入关系式与下面式子对比：
图8.7 基本的反相放大器
1.电压增益
由“虚断”与“虚短”可v知 ，v 0，i i 0
i1
vs R1
，if
vo Rf
，且i1
if，则：
vo vf
Rf R1
集成运放的主要参数以及测试方法
集成运放的性能主要参数及国标测试方法集成运放的性能可用一些参数来表示。
集成运放的主要参数：1．开环特性参数（1）开环电压放大倍数Ao。
在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时，所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值，称为开环电压放大倍数。
Ao越高越稳定，所构成运算放大电路的运算精度也越高。
（2）差分输入电阻Ri。
差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。
它是指：开环运算放大器在室温下，加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。
一般为10k~3M，高的可达1000M以上。
在大多数情况下，总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。
（3）输出电阻Ro。
在没有外加反馈的情况下，集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。
它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻，其大小反映了放大器带负载的能力，Ro通常越小越好，典型值一般在几十到几百欧。
（4）共模输入电阻Ric。
开环状态下，两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻，称为共模输入电阻。
（5）开环频率特性。
开环频率特性是指：在开环状态下，输出电压下降3dB所对应的通频带宽，也称为开环-3dB带宽。
2.输入失调特性由于运算放大器输入回路的不对称性，将产生一定的输入误差信号，从而限制里运算放大器的信号灵敏度。
通常用以下参数表示。
（1）输入失调电压Vos。
在室温及标称电源电压下，当输入电压为零时，集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值，即：Vos=Vo0/Ao失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。
当集成运放的输入端外接电阻比较小时。
失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。
Vos一般在mV级，显然它越小越好。
（2）输入失调电流Ios。
在常温下，当输入信号为零时，放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。
即：Ios=Ib- — Ib+式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。
电压反馈型运算放大器的增益和带宽
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-
-
-
R1
+
+
IN
B
R1
C
R2
MT-033
环路增益 开环增益与闭环增益之差称为环路增益，如图3所示。环路增益给出了可以在给定频率下 施加于放大器的负反馈量。
GAIN dB
OPEN LOOP GAIN
LOOP GAIN
CLOSED LOOP GAIN
NOISE GAIN
fCL
LOG f
LOG f
图5：增益带宽积
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例如，如果有这样一个应用，要求闭环增益为10，带宽为100 kHz，则需要一个最低增益带宽 积为1 MHz的运算放大器。但这有点把问题过度简单化了，因为增益带宽积变化极大，而且在 闭环增益与开环增益相交的位置，响应实际上要低3 dB。另外，还应该允许一定的额外余量。 在上述应用中，增益带宽积为1 MHz的运算放大器是最低要求。保险起见，为了实现要求的 性能，因数至少应该是5。因此选择了增益带宽积为5 MHz的运算放大器。 稳定性标准 反馈稳定性理论认为，闭环增益必须在不大于6 dB/8倍频程(单极点响应)的斜率下与开环增 益相交，才能使系统实现无条件稳定。如果响应为12 dB/8倍频程(双极点响应)，则运算放 大器会发生振荡。简单起见，不妨这样设想，每个极点增加90°相移。两个极点则会产生 180°的相移，而180°的相移会使负反馈变成正反馈，即振荡。 那么问题是：为什么要用单位增益下不稳定的放大器呢？答案是，对于给定的放大器，如 果该放大器设计时未考虑单位增益稳定性，则可在较高增益下提高带宽。这类运算放大器 有时被称为非完全补偿运算放大器。然而，仍需满足稳定性标准，即闭环增益必须在6 dB/8倍频程(单极点响应)的斜率下与开环增益相交。否则，放大器将会振荡。因此，非完 全补偿运算放大器仅在数据手册中规定的较高增益下保持稳定。 举例来说，不妨比较图6中的开环增益图。图中的三种器件，AD847、AD848 和 AD849基 本上采用相同的设计，只是内部补偿机制不同。AD847为单位增益稳定型，规定增益带宽 为50 MHz。AD848在增益为5或以上时保持稳定，其增益带宽为175 MHz。AD849在增益为 25或以上时保持稳定，其增益带宽为725 MHz。由此可见，在基本设计相同的情况下，可 以通过修改运算放大器的内部补偿机制来产生不同的增益带宽积，其为最低稳定增益的函 数。
运放使用指南
运放使用指南1、反相放大器（The Inverting Amplifier ）基本反相放大器电路如图1所示。
其中，i V R R V ⨯-=12o ，213||R R R =，当12R R 的数值远小于op 开环增益时，这个数值就是反相放大器的增益，运算放大器的输入阻抗就是1R 的值，闭环增益单位增益带宽闭环增益带宽+=1在设计时要注意的是：3R 的阻值应该等于1R 和2R 的并联阻值，以减小输入偏置电流所带来的失调电压。
闭环增益输入失调电压输出失调电压⨯=。
运放输入端失调电压的主要来源是偏置电流（Input bias current ）和输入失调电压（Input offest voltage ）。
对于一个给定的op ，输入失调电压就已经确定了，但是由于输入失调电流所带来的失调电压与所采用的电路的结构有关系。
为了在不使用使调整电路的情况下，减小输入偏置电流所带来的失调电压，应该使得同相输入端和反相输入端对地直流电阻相等，使得由于偏置电流在输入电阻上压降所带来的失调电压相互抵消。
在低内阻信号源的放大器中，op 的输入失调电压将成为失调电压误差的主要来源。
在高输入阻抗的情况下，失调电压可以采用3R 的阻值来调整，利用输入偏置电流在其上的压降来对输入失调电压做补偿（即用这个得到的压降来抵消输入失调电压）。
在交流耦合时，失调电压并不显得很重要。
这时的主要问题是：失调电压减小了输入电压峰——峰值的线性动态范围。
工作范围在闭环状态下的op 和其反馈网络的增益——频率特性为了实现稳定，op 和反馈环路对任何频率的信号，在环路增益大于1时的环路相移的角度绝对不能超过o180。
在实践上，为了达到稳定条件，相移角度不应该接近o180。
对于一个给定的op 放大器电路，在进行电容补偿是需要在稳定性和带宽之间进行权衡。
加大补偿电容可以提高稳定性。
但是牺牲了放大器的增益带宽，反之亦然。
2、同相放大器（The Non-Inverting Amplifier ）图2是高输入阻抗的同相放大器电路，其闭环放大倍数121R R +=， V io图1 反相放大器其3dB 带宽闭环增益单位增益带宽=。
放大器振荡的常见原因以及补救方法
基础知识图 1a 显示了一个非轨至轨放大器的方框图。
输入控制 gm 方框，gm 方框驱动增益节点，并在输出端得到缓冲。
补偿电容器 Cc 是主要的频率响应组件。
Cc 的返回引脚应该接地，如果有这样一个引脚的话；但是运算放大器传统上不接地，电容器电流会返回一个或两个电源。
图 1b 是最简单的轨至轨输出放大器的方框图。
输入方框 gm 的输出电流通过“电流耦合器”发送，这将驱动电流分成两部分，提供给输出晶体管。
频率响应由两个 Cc/2s 决定，二者实际上是并联的。
图1a：典型非轨至轨运算放大器拓扑图1b：典型轨至轨运算放大器拓扑以上两种拓扑代表了绝大多数使用外部反馈的运算放大器。
图 1c 显示了我们的理想放大器的频率响应，尽管两个电路的电气原理不同，但行为表现却类似。
由 gm 和 Cc 形成的单极点补偿提供GBF = gm/(2πCc) 的单位增益带宽积频率。
在 GBF/Avol 附近，这些放大器的相位滞后从–180° 降至–270°，其中 Avol 是放大器开环 DC 增益。
当频率远高于这个低频率时，相位就一直停在–270° 上。
这就是为人熟知的“主极点补偿”，其中 Cc 极点主导频率响应，隐藏了有源电路的各种频率限制。
图1c：理想化的运算放大器频率响应图 2 显示了 LTC6268 放大器随频率变化的开环增益和相位响应。
LTC6268是一款小巧的小型低噪声 500MHz 放大器，具轨至轨输出和仅 3fA 偏置电流，可以作为一个很好的例子来说明真实放大器的行为表现。
主极点补偿的–90° 相位滞后约从 0.1MHz 开始，在 8MHz 左右达到–270°，超过 30MHz 时则下移超过–270°。
实际上，除了由于额外增益级和输出级所引起的基本主导补偿滞后之外，所有的放大器都具有高频相位滞后。
通常，额外相位滞后的起点在 GBF/10 左右。
图2：LTC6268的增益和相位随频率的变化反馈的稳定性是一个绕环路增益和相位的问题，或者，Avol 乘以反馈系数，简言之就是环路增益。
运算放大器基础
运算放大器基础2009-9-9 9:33:00 【文章字体：大中小】推荐收藏打印运算放大器(简称“运放”)的作用是调节和放大模拟信号。
常见的应用包括数字示波器和自动测试装置、视频和图像计算机板卡、医疗仪器、电视广播设备、航行器用显示器和航空运输控制系统、汽车传感器、计算机工作站和无线基站。
理想的运放理想的运放如图1所示。
通过电阻元件(或者更普遍地通过阻抗元件)施加的负反馈可以产生两种经典的闭环运放配置中的任何一种：反相放大器(图2)和非反相放大器(图3)。
这些配置中的闭环增益的经典等式显示，放大器的增益基本上只取决于反馈元件。
另外，负反馈还可以提供稳定、无失真的输出电压。
电压反馈(VFB)运放电压反馈运放与前文介绍的理想运放一样，它们的输出电压是两个输入端之间电压差的函数。
为设计用途，电压反馈运放的数据表定义5种不同的增益：开环增益(AVOL)、闭环增益、信号增益、噪声增益和环路增益。
负反馈可以改变AVOL 的大小。
对高精度放大器来说，无反馈运放的AVOL值非常大，约为160dB或更高(电压增益为10,000或更高)。
图1：理想的运放。
A VOL 的范围很大，在数据表中它通常以最小/最大值给出。
AVOL还随着电压电平、负载和温度的变化而变化，但这些影响都很小，通常可以忽略不计。
当运放的反馈环路闭合时，它可以提供小于AVOL的闭环增益。
闭环增益有信号增益和噪声增益两种形式。
信号增益(A)指输入信号通过放大器产生的增益，它是电路设计中头等重要的增益。
下面给出了电压反馈电路中信号增益的两个最常见的表达式，它们被广泛用在于反相和同相运放配置中。
图2：反相放大器(a)和非反相放大器(b)是两种经典的闭环运放配置。
对于反相放大器，A = -Rfb /Rin对于同相放大器，A = 1 + Rfb /Rin其中，Rfb 是反馈电阻，Rin是输入电阻。
噪声增益指运放中的噪声源增益，它反映了放大器的输入失调电压和电压噪声对输出的影响。
运算放大器的性能指标
运算放⼤器的性能指标⼀.直流指标(静态指标)1.输⼊失调电压（Input offset voltage）2.输⼊失调电压的温漂在实际当中，每个芯⽚的输⼊失调电压并⾮固定不变，输⼊失调电压会随温度的变化⽽漂移，这个参数相当于是对输⼊失调电压的进⼀步补充。
以上参数有些datasheet中除了会给出典型的值外，还会给出不同的输⼊失调电压下的芯⽚的分布⽐例和不同温度的会出现温漂的芯⽚的分布⽐例，⼀般都是符合正态分布的。
3.输⼊偏置电流(Input bias current)理想的运放输⼊阻抗⽆穷⼤，因此不会有电流流⼊输⼊端，⼀般情况下，CMOS和JFET的偏置电流⽐双极性的都要⼩，偏置电流⼀般⽆需考虑。
输⼊偏置电流的值应该是（Ib+ +Ib-）/2.4.输⼊失调电流(Input offset current)输⼊失调电流的值为(Ib+- Ib-)对于⼩信号的处理，运放的选择要选择偏置电流⽐较⼩的。
对于偏置电流的另外⼀种解决⽅案为在地和同相端之间接⼀格电阻，电阻的⼤⼩为Req=R1//R2.5.输⼊共模电压Vicm（Input Voltage common-mode Range）共模输⼊电压Vicm被定义为⼀个电压范围：当超过该范围时，运放停⽌⼯作。
如果输⼊的电压不在此范围之类，运放将停⽌⼯作。
对于有不同输⼊级的运放，其输⼊共模电压是不⼀样的。
由于运放向单电源低电压趋势发展，所以该参数越来越重要。
这个参数是运放选择时⾮常重要的⼀个参数，有些信号通过运放之后可能会出现削顶的情况，可能就是因为这个参数选的不好。
6.共模抑制⽐CMRR (Common-Mode Rejection)共模抑制⽐的定义：差分电压放⼤倍数与共模电压放⼤倍数之⽐（理想运放的这个值为⽆穷⼤，实际中⼀般是数万倍），为了说明差分放⼤电路抑制共模信号及放⼤查分信号的能⼒。
这个性能主要是指运放在差分输⼊的情况下,对共模⼲扰的抑制性能，⼀般⽤单位db来表⽰，这个值⼀般在80db-120db之间。
运放的开环增益和相移-概述说明以及解释
运放的开环增益和相移-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分应该是对整篇文章的背景和主要内容进行简要介绍。
根据提供的目录，我们可以这样撰写概述部分的内容：概述：运放（也被称为放大器）是电子电路中常用的一种电子元件，其广泛应用于信号放大、滤波和运算等领域。
在实际应用中，了解运放的重要特性是非常必要的。
本文将重点讨论运放的开环增益和相移这两个关键特性。
开环增益是指运放在开环工作状态下的输出与输入之间的增益程度，它是运放性能的一个重要指标。
在本文的第二节，我们将对开环增益进行详细的定义和解释，并讨论影响开环增益的因素。
此外，我们还将介绍一些常用的测量方法，以便读者准确地评估和了解运放的开环增益特性。
除了开环增益，相移也是运放中一个重要的特性。
相移指的是运放输入和输出信号的相位差，它与运放的频率响应密切相关。
在本文的第二节，我们将详细讨论相移的定义和解释，并探讨导致相移的原因和影响因素。
接下来，我们将在文章的第二节中研究开环增益和相移之间的关系。
通过相关性分析，我们将探讨二者之间的内在联系，并通过实际应用和案例来展示开环增益和相移的关系对系统性能的影响。
最后，我们将提出改善开环增益和相移的方法，以实现更好的系统性能。
总结起来，本文将全面讨论运放的开环增益和相移两个关键特性，并强调它们对系统性能的重要性。
我们将重点介绍实际应用中的相关知识，并提供改善方法和研究方向，以帮助读者更好地理解和应用这些关键特性。
紧接着是具体章节的讲解，希望读者能在阅读本文后对运放的开环增益和相移有更深入的理解和应用能力。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整个文章的框架和各个章节的简要介绍。
下面是一个可能的参考内容：文章结构本文主要探讨运放的开环增益和相移，以及它们之间的关系。
为了更好地阐述这个主题，本文将按照以下结构展开讨论。
引言部分将首先概述本文的主题，并给出文章的目的和意义。
在引言的概括中，我们将简要介绍运放的基本原理和其在电子电路中的重要性。
开环增益与闭环增益计算公式
一、开环增益和闭环增益的计算公式是什么？开环增益计算公式:开环增益等于反馈环路和前向通路组成的环中所有增益的乘积。
闭环增益计算公式:闭环增益等于开环增益除以1加上环路增益(即改善系数)。
开环增益是指放大器不加负反馈电路时的放大增益，负反馈后的增益称为闭环增益。
因为负反馈降低了放大器的放大能力，所以在同一系统中，闭环增益必须小于开环增益。
开环增益是集成运算放大器在没有反馈电阻的情况下的差模电压增益，它是集成运算放大器的输出电压与差分输入电压的比值。
因为负反馈降低了放大器的放大能力，所以在同一系统中，闭环增益必须小于开环增益。
在自动控制系统中，开环增益是指开环传递函数以常数项为1的标准形式写出后，开环传递函数的增益。
二。
开环增益意味着什么三。
开环增益和闭环增益的物理意义是什么？开环增益和闭环增益的物理意义是:开环增益:当输入和输出之间没有反馈环路和外部连接时，输入和输出的倍数。
闭环增益:当输入和输出通过外部电阻、电容、电感等连接时。
，而输出会影响输入，输出除以输入的倍数。
增益:输入的意义。
当输入信号电压Vp和Vn施加于差分放大器输入级的两个输入端时，获得该级的输出电压Vo1=Av1*(Vp-Vn)，其中Av1是输入级的电压增益。
公式推导:对于闭环控制系统，开环增益是指标准形式的开环传递函数的增益。
以具有单位负反馈的二阶系统为例，前向通道传递函数G(s)=ωn^2/s(s+2ωnζ)，其中ωn为系统的无阻尼固有频率，ζ为系统的阻尼比。
因为是单位负反馈，反馈通道传递函数是H(s)=1，所以系统的开环传递函数是G(s)H(s)=ωn^2/s(s+2ωnζ)。
标准形式的开环传递函数为G(s)H(s)=(ωn/2ζ)/s(s/2ωnζ+1)，分子ωn/2ζ为系统的开环增益，记为K=ωn/2ζ。
四。
什么是开环增益不。
增益是这样计算的:1.先规范每个环节:问题中的惯性环节应该是(Ts+1)的形式。
那个s+100应该写成100*(0.01s+1)；2.然后整理为:G(s)=0.15/s(3s+1)(0.01s+1)3.因此，增益k应等于0.15。
运放参数闭环增益和开环增益
运放参数闭环增益和开环增益
在模拟电路中，特别是运算放大器（Op-Amp）的设计和使用中，闭环增益和开环增益是非常重要的参数。
这两个参数决定了运放对输入信号的放大能力以及其自身的线性工作范围。
开环增益（Open-loop Gain）是运放在无反馈（开环）状态下的电压放大倍数。
换句话说，这是运放未接反馈电阻时的增益。
开环增益是衡量运放内部放大器增益的一个重要参数，它影响着运放的精度、带宽和线性工作范围。
在理想情况下，开环增益是无穷大的，但在实际应用中，由于受到内部元件特性的限制，其值会有一定限制。
闭环增益（Closed-loop Gain）则是运放在接有负反馈电路时的电压放大倍数。
在运放应用中，通常会引入负反馈来改善其性能，例如提高精度、扩展带宽、降低噪声等。
此时，运放的增益会受到反馈电阻和输入电阻的影响，因此不再是无穷大。
在负反馈条件下，运放的闭环增益通常远小于开环增益。
这两个增益的区别在于，开环增益描述的是运放本身的放大能力，而闭环增益则描述的是整个反馈电路的放大能力。
在实际应用中，闭环增益决定了运放对信号的最终放大效果。
值得注意的是，闭环增益和开环增益并不是一成不变的，它们会受到温度、电源电压、元件老化等因素的影响而发生变化。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体的应用需求和环境条件来选择合适的运放并进行相应的调整，以确保系统的稳定性和性能。
噪声增益曲线和运放开环增益曲线
噪声增益曲线和运放开环增益曲线一、概述1.1 什么是噪声增益曲线噪声增益曲线是描述放大器输入端与输出端噪声之间的传递特性的曲线。
在放大器频率范围内，噪声增益曲线可以揭示出放大器对输入信号中的各种频率成分的响应，进而影响放大器的噪声性能。
1.2 什么是运放开环增益曲线运放开环增益曲线描述了运放输出电压与输入电压之间的增益关系。
通过分析运放的开环增益曲线，可以了解到运放的增益衰减情况，从而为放大器的设计提供重要的参考依据。
二、噪声增益曲线的作用与意义2.1 揭示放大器在不同频率下的噪声传递特性噪声增益曲线可以清晰地展现出放大器在不同频率下对噪声的放大情况，从而帮助工程师们分析放大器在实际工作中可能遇到的噪声问题。
2.2 为放大器的噪声性能分析提供重要依据通过噪声增益曲线的分析，可以客观地评估放大器的噪声性能，并为放大器的优化设计提供有力的支持。
三、运放开环增益曲线的作用与意义3.1 了解运放在不同频率下的增益特性运放开环增益曲线可以清晰地揭示出运放在不同频率下的增益衰减情况，为工程师们提供了重要的理论基础。
3.2 为运放的稳定性分析提供参考依据通过分析运放的开环增益曲线，可以及时发现运放在特定频率下的增益过大或过小的问题，从而为运放的稳定性分析提供重要的参考依据。
四、噪声增益曲线与运放开环增益曲线的关系4.1 两者在理论上的相关性噪声增益曲线和运放开环增益曲线在某种程度上都揭示了放大器的传递特性或增益特性，因此在理论上存在一定的相关性。
4.2 两者在实际工程中的通联在实际工程中，工程师们往往会综合考虑噪声增益曲线和运放开环增益曲线的分析结果，从而全面评估放大器的性能，并进行合理的优化设计。
五、结论5.1 本文阐述了噪声增益曲线和运放开环增益曲线的基本概念和作用意义。
5.2 通过深入分析噪声增益曲线和运放开环增益曲线，可以更好地了解放大器的工作特性，从而为放大器的设计和应用提供重要的理论支持。
六、噪声增益曲线和运放开环增益曲线在放大器设计中的应用6.1 对于放大器设计的影响在放大器的设计过程中，噪声增益曲线和运放开环增益曲线的分析是至关重要的。
集成运算放大器的特性及其在音频放大器中的应用_二_开环增益特(精)
实用影音技术一、开环增益和闭环增益运算放大器的等效电路有好几种表示方式 , 最简单又能说明问题的是图 1所示将差动输入的信号 (同相输入端和反向输入端之间的输入电压差放大 A 倍后输出的等效电路。
这里的 A 倍增益被称为开环增益。
用运放构成的放大电路不管是同相放大器还是反向放大器 , 使用时在输出端与输入端之间一般都有负反馈环路。
设定有负反馈环路的电路增益称为闭环增益。
闭环电路的增益可以简单地用输入 -输出电阻的比值来求得 , 求得的是开环增益 , 理想运放的开环增益应为无穷大。
实际的运放开环增益是有限的 , 并且具有频率特性 , 实际的增益并不等于设计值 , 增益的大小与信号的频率有关。
运放的开环增益在产品的数据表 (说明书中都有规定 , 一般都给出了标准值和最小值。
表 1是开环增益的参数特性举例 , 增益单位是 dB , 但有些场合也有用倍数的。
二、增益带宽积开环增益具有频率特性 , 在 100Hz 以下接近直流的频率范围内最大 , 以特定的拐点频率开始 , 开环增益以 -6dB/oct的斜率衰减 , 最后在某一个频率时衰减至 1倍 (OdB 。
把增益为 1倍为频率称为单位增益频率。
另外 , 把开环增益 G 和频带 B 的积称为增益带宽积 (GB 积 , 为了方便 , 一般把 G =1的频带 (Bw 规定为增益带宽积。
由于是增益和带宽的乘积 , 所以例如增益带宽积是 10MHz 的话 , 在 1MHz 时增益为 10倍 , 在 100kHz 时增益是 100倍 , 在 10kHz 时增益是 1000倍 , 可以这样简单地计算增益与频率的关系。
图 2是运算放大器开环 (增益带宽积特性曲线的例子。
产品说明书中提供的增益带宽积都是标准值 , 一般不提供最小值。
因此选择运放时 , 必须根据信号的带宽选择增益带宽积有一定富裕量的运算放大器。
三、相位特性如图 2所示的开环增益特性曲线那样 , 运放的传输特性存在增益特性和相位特性。
开环增益和放大倍数的关系
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开环增益和放大倍数的关系（大纲）一、引言1.1背景介绍1.2开环增益与放大倍数的概念1.3研究目的与意义二、开环增益的定义与计算2.1开环增益的概念2.2开环增益的数学表达式2.3开环增益的测量方法三、放大倍数的定义与计算3.1放大倍数的概念3.2放大倍数的数学表达式3.3放大倍数的测量方法四、开环增益与放大倍数的关系4.1理论分析4.1.1开环增益与放大倍数的数学关系4.1.2影响因素分析4.2实验验证4.2.1实验设计4.2.2实验结果分析五、开环增益与放大倍数在实际应用中的优化5.1优化原则5.2优化方法5.2.1参数调整5.2.2结构优化5.3优化案例分析六、总结与展望6.1研究成果总结6.2存在问题与展望6.3未来研究方向一、引言在现代电子技术中，放大器电路是不可或缺的核心组成部分，它能够对微弱的信号进行增强，从而满足各种实际应用的需求。
放大器的性能优劣直接关系到整个电子系统的准确性和稳定性，因此，深入研究放大器的关键参数和特性具有重要意义。
其中，开环增益和放大倍数作为衡量放大器性能的两个重要指标，它们之间的关系备受关注。
1.1背景介绍随着科技的不断发展，放大器在通信、自动控制、生物医学等领域发挥着越来越重要的作用。
开环增益和闭环增益
开环增益和闭环增益答案：开环增益：是指当放大器中没有加入负反馈电路时的放大增益，加入负反馈后的增益称为闭环增益。
由于负反馈降低了放大器的放大能力，所以在同一系统中，闭环增益一定小于开环增益。
在自动控制系统中，开环增益是指将开环传递函数写为标准形式后，对应的开环传递函数增益。
闭环增益:为了改善基本放大器的性能，从基本放大器的输出端到输入端引入一条反向的信号通路，构成这条通路的网络叫做反馈网络，这个反向传输的信号叫做反馈信号。
由基本放大器和反馈网络构成的放大器叫做闭环放大器或反馈放大器。
所谓"反馈"，就是通过一定的电路形式（反馈网络），把放大电路输出信号的一部分或全部按一定的方式送回到放大电路的输入端，并影响放大电路的输入信号。
这样，电路输入端的实际信号不仅有信号源直接提供的信号，还有输出端反馈回输入端的反馈信号。
拓展：增益的英语是 Gain，即信号通过某个系统后，其幅度被放大的倍数。
系统是处理信号的，对信号的放大倍数就理应是设计系统时要考虑的一项指标。
比方说，如果这个增益是无穷大，意味着系统不稳定，不能处理这个信号。
或许题主是想问，从开环增益变为闭环增益，能看出什么意义，开环增益 KG(s)，如果加一个单位输出反馈，闭环增益 KG(s)/[1+KG(s)]，可以看出其有显著减小，这就意味着可以用于，将一个开环不稳定的系统，通过一个闭环使其稳定。
举例说，如果G(s)=1/s，是个纯积分环节，输入直流（s=0），开环增益为 K/0 无穷大，意味着输出信号会一直爬坡，不稳定；加一个单位输出反馈，再输入直流，闭环增益变为 1，意味着系统稳定。
开环指的是放大电路没引入负反馈时的增益，通常很大，但不稳定。
相对的，闭环就是放大电路引入（深度）负反馈时的增益，通常较开环小，但比较稳定。
同相放大+振荡电路
同相放大+振荡电路
同相放大+振荡电路是一种常见的电子电路，它由同相放大器和振荡器两部分组成。
同相放大器的作用是将输入信号从同相端输入，输出电压计算公式为：Vo= (R2/R3+1)*Vi。
同相放大电路的特点是输入阻抗高，输出阻抗低。
振荡器的作用是让电路产生周期性的波形。
在同相运放电路中，输入电压信号直接施加到同相输入端，这意味着放大器的输出增益在值上变为“正”，同相运算放大器的反馈控制是通过将一小部分输出电压信号通过Rƒ–R2分压器网络返回到反相输入端来实现的，从而再次产生负反馈。
这种闭环配置产生了一个同相放大器电路，具有非常好的稳定性。
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实际运放
有限开环增益 输入偏置电流、输入失调电流 最大差模输入电压、最大共模 输入电压 差模输入电阻、开环输出电阻 输入失调电压 温度漂移 共模抑制比 上升速率 开环带宽、单位增 益带宽
基本放大器的误差分析
1）失调及漂移引入的误差 （1）反相放大器的失调Βιβλιοθήκη 漂移引入 的误差有源电平调整
有源电平调整电路注意几点：
• 供电电源的限制：
– 余量、轨到轨
• 带宽的限制 • 噪声抑制 • 放大器其他特性的影响
理想放大器的要求
开环增益 Av 共模抑制比 CMRR 输入阻抗 R in 输出阻抗 R out 0 频带宽度 BW 没有温度漂移
检测电路与信号调理电路一般可以合二为一，关于电 阻抗检测通常归结为信号调理电路
典型信号获取系统
信号调理分类
• 电平调整：对电压信号进行放大（或衰减） • 线性化：非线性特性对于动态测量很不利，会导 致信号波形发生畸变
– 线性化作用：扩大传感器相应特性的线性范围
• 信号形式变换：从一种形式转换为另一种形式
考虑最坏的情况将失调与漂移分别考虑有
1 1 Vie (1 )Vos Rf I os (1 )Vos Rf I os | AF | | AF |
其中ΔVos、ΔIos分别是温度、时间、正负电
源的函数。
（2）同相放大器共模抑制比、失调及 其漂移引入的误差
V V Vo ' I bn RF Rf V Vic V ' I ' R V os bp p in CMRR
AF AF 1 1 1 ( j ) F ( j ) Avo
式中
Z AF F Zf
F ( j )
F 1 Zf ZF 1 (Z p ) Z id Zf ZF
Zp Av o Z F // Z L // Z o o ( j ) Av (1 ) Zo ZF Z id 1 Z F // Z L
结果说明设置补偿电阻后可消除由平均偏 误差影响，这也就 置电流及其漂移的 I b 是反相放大器要在同相输入端设置补偿电 阻的原因。
输出误差电压为
V o e (1 RF s )V os R F I o Rf
折算到输入端的误差电压
Voe 1 s V ie (1 )V os R f I o AF | AF |
检测与控制电路基础
第4章 信号调理 第1讲（共4讲）
本讲主要内容
第1讲： 信号调理基本概念 运放特性参数 电平转换的电路设计 第2讲： 调制与解调 线性化的处理方法 第3讲： 信号变换电路设计 第4讲： 信号隔离 滤波器设计
第一部分 信号调理基本概念
信号调理在数字测控系统中的位置
数据采集单元要求：信噪比高、接口有要求 被测信号：微弱、过大、有噪声 信号调理目的：将被测信号转换成可适合后续处理单 元接口的信号
解之得
V ic R F Rf RF ' ' ' Vo 1 R V in CM RR V os I bp R p R R I bn f F f
' V ic I R R R R ' ' os F f F f V o AF V in CM RR V os ( R R R p ) I b ( R R R p ) 2 F f F f
由于失调是可以调零的，因此考虑CMRR 及失调漂移时的误差电压
V ic V ie V os R p Δ I os CM RR
显然电压跟随器组态时若Rp=0，要求 RF=0，这对减小定态误差是有利的，但不 利于堵塞时的输入级保护。
2）开环增益、输入阻抗和输出阻抗引入的 误差 （1）反相放大器开环增益、输入阻抗 和输出阻抗引入的误差
– 如V/I, I/V ,f/V, f/I, V/f等 – 电阻抗转换
• 滤波和阻抗匹配
– 无源滤波、有源滤波 – 阻抗匹配，减小误差
电平调整
• 目的：得到所需的量程范围、精度、分辨 率
无源电平调整
• 实际应用中要考虑 • 作为前级（传感器）电路的负载，要求输入阻 抗高，作为后级电路的输入端，要求输出阻抗 小 • 大阻值电阻的精度、噪声差 适用于精度要求不高的场合
（2）同相放大器开环增益、输入阻抗和 输出阻抗引入的误差
可列出下列方程组
V V V V Vo V Zf Zc ZF Z id Avo V V Vo Vo V Vo Zo ZF ZL Vin V V V V Z id Zc Zp
根据实际运放的等效模型并对反相输 入点应用KCL得：
pRp V in V os I b Rf n Ib p .R p V o V os I b RF
若取补偿电阻
Rp Rf // RF
可得
RF RF s Vo V in (1 )V os R F I o Rf Rf
令
RF Rf Rp RF Rf
V ic ' ' V o A FV in A F V os R p I os CM RR
输出误差电压为
V oe V ic AF ( V o's R p I o' s ) CM RR
折算到输入端为
V ic V ie V o's R p I o' s CM RR
根据图可以得到方程组
Vin V V Vo V V ZF Z id Zf Avo (V V ) Vo V Vo Vo Zo ZF ZL V V V Zp Z id
解方程组得考虑开环增益、输入阻抗、 输出阻抗时的闭环增益为