差分-运放-运算放大器
差动放大电路与集成运算放大器
优缺点的比较
差动放大电路
差动放大电路具有结构简单、性能稳定 、噪声抑制能力强等优点，适用于对信 号质量要求较高的场合。但相对于集成 运算放大器，其增益较低，且对元件参 数对称性要求较高。
VS
集成运算放大器
集成运算放大器具有高精度、低噪声、低 失真等特点，适用于需要进行复杂运算和 处理的场合。但其电路结构较为复杂，且 对电源电压和温度稳定性要求较高。
差动放大电路的性能指标
• 差动放大电路的性能指标包括电压增益、输入电阻、输出电阻、 共模抑制比等。电压增益是指差动放大电路对差分信号的放大 倍数；输入电阻是指差动放大电路对输入信号的阻碍作用；输 出电阻是指差动放大电路的输出端的内阻；共模抑制比是指差 动放大电路对共模信号的抑制能力。
03 集成运算放大器
响应的重要参数。
04 差动放大电路与集成运算 放大器的两个输入信号进行差分输入，通过电路的对称性，将差分信号放大并转换为单端信号输出 的电路。其工作原理主要基于晶体管的共射输入输出特性，通过调整电路参数，实现差分信号的放大。
集成运算放大器
集成运算放大器是一种将多个晶体管、电阻、电容等元件集成在一块芯片上的模拟电路，具有高放大倍数、高输 入电阻、低输出电阻等特点。其工作原理基于负反馈和开环增益，通过反馈网络对输入信号进行比例放大，实现 信号的运算功能。
差动放大电路与集成运算放大器
目录
• 引言 • 差动放大电路 • 集成运算放大器 • 差动放大电路与集成运算放大器的比较 • 差动放大电路与集成运算放大器的应用实
例 • 结论
01 引言
主题简介
差动放大电路
差动放大电路是一种将差分信号转换 为单端信号的电路，具有抑制共模干 扰、提高信号动态范围等优点。
差分放大电路和集成运算放大器
差分放大电路的应用
差分放大电路广泛应用于各种模拟电路中，如 音频信号处理、通信系统、测量仪器等。
在高速数字电路中，差分信号传输可以有效地 抑制电磁干扰（EMI），因此差分放大电路也 常用于高速数据采集和传输系统。
工业自动化领域
工业自动化领域对于高精度、高速的信号处理需求越来越大，差分放大 电路和集成运算放大器将在该领域发挥更大的作用，如运动控制系统、 过程控制系统等。
面临的挑战与机遇
技术创新
随着电子技术的不断发展，差分 放大电路和集成运算放大器需要 不断创新，以满足更高的性能要
求。
应用领域的多样化
随着应用领域的不断拓展，差分放 大电路和集成运算放大器的应用场 景将更加多样化，需要不断适应新 的应用需求。
应用比较
差分放大电路
差分放大电路适用于需要抑制共模信号和噪声的应用场合，如信号放大、差分信号传输、模拟电路中的减法器和 微分器等。
集成运算放大器
集成运算放大器适用于各种模拟信号处理和控制电路，如放大器、滤波器、比较器和振荡器等。
优缺点比较
差分放大电路
差分放大电路的优点在于其高共模抑制比和低噪声性能，能够有效地抑制共模信号和噪声，提高电路 的抗干扰能力。此外，差分放大电路还具有高输入阻抗和低输出阻抗的优点。然而，差分放大电路的 成本较高，体积也较大。
另外，由于差分放大电路具有低噪声和高共模 抑制比的特点，因此在高精度测量和自动控制 系统中也得到了广泛应用。
CHAPTER 02
集成运算放大器
集成运算放大器的基本概念
集成运算放大器（简称运放） 是一种高放大倍数的集成电路， 能够实现对微弱信号的放大和 处理。
运算放大器的基本原理
运算放大器的基本原理
运算放大器(Operational Amplifier,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-ended output)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)。
通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接，形成一负反馈(negative feedback)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(positive feedback)，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：
Vout = ( V+ -V-) * Aog。
全差分运算放大器设计
全差分运算放大器设计全差分运放（Fully-Differential Amplifier，简称FDA）是一种特殊的运放，它具有两个差动输入和两个差动输出。
全差分运放具有许多优点，包括良好的共模抑制和电源抑制比，适用于高精度传感器信号放大、功率放大和模拟信号处理等领域。
在这篇文章中，我将介绍全差分运放的设计原理和步骤。
首先，我们需要确定设计的要求和规范。
这包括增益要求、带宽要求、电源电压和输入输出电阻等参数。
根据这些要求，我们可以选择合适的运放器件和电路拓扑。
全差分运放的常见电路拓扑有两级差分放大器、共射共源放大器和增益交换放大器等。
在这里，我们以两级差分放大器为例进行设计。
第一步是选择运放器件。
我们需要根据设计要求选择适合的运放器件，可以根据其增益带宽积、供电电压范围和失调电流等参数进行选择。
一般来说，我们可以选择低失调电流、高增益带宽积和低电压噪声的器件。
第二步是确定电路拓扑。
在两级差分放大器中，第一级是差分放大器，第二级是共射共源放大器。
差分放大器的作用是提供高输入阻抗和共模抑制比，共射共源放大器的作用是提供电流放大和驱动能力。
由于这两级放大器要分别满足不同的要求，我们可以选择不同的放大倍数和器件参数来优化电路性能。
第三步是确定偏置电路。
偏置电路的作用是提供恒定的工作电流，这可以通过电流源和电阻网络来实现。
偏置电流的选择要根据运放器件的要求和特点，可以使用恒流源或电流反馈等方法来实现。
第四步是确定反馈电路。
反馈电路的作用是控制放大倍数和增益稳定性，可以使用电阻、电容或者电流源等元件来实现。
选择适当的反馈方式可以减小失调电压和非线性，提高性能。
第五步是进行电路仿真和优化。
通过电路仿真，我们可以验证设计的性能和满足要求。
优化可以通过调整电路参数和进行迭代仿真来实现，以达到设计要求。
第六步是进行电路布局和线路板设计。
在设计布局时，要注意分离放大器电路和干扰源，减少电源和信号线的串扰。
线路板设计要保证差分信号走线的对称性和阻抗匹配，以提高传输性能。
运算放大器的计算-差分运放
运算放大器的计算-差分运放
摘要：
I.运算放大器的概述
- 什么是运算放大器
- 运算放大器的基本构成
II.差分运放的概述
- 什么是差分运放
- 差分运放的构成和原理
III.差分运放的特性
- 差分运放的输入和输出特性
- 差分运放的频率响应特性
IV.差分运放的典型应用
- 差分运放在音频处理中的应用
- 差分运放在通信系统中的应用
V.差分运放的优缺点
- 差分运放的优点
- 差分运放的缺点
VI.结论
- 对差分运放的总结和展望
正文：
运算放大器是一种电子电路,可以将两个输入信号的差值放大,并输出放大的
结果。
运算放大器广泛应用于各种电子设备和系统中,例如音频放大器、滤波器、振荡器、信号处理器等。
差分运放是运算放大器的一种,具有两个输入端和一个输出端,可以用于放大两个输入信号之间的差值。
集成电路运算放大器-电流源-差分放大电路
Avd = −
β ( Rc // rbe
1 RL ) 2
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
3. 主要指标计算 （1）差模情况
<B> 双入、单出 Avd1
vo1 vo1 = = v id 2vi1
差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
3. 主要指标计算 （1）差模情况
<A> 双入、双出
vo1 − vo2 vo = Avd = vi1 − vi2 vid 2vo1 βR =− c = rbe 2vi1
2. 抑制零点漂移原理 温度变化和电源电压波 动 ， 都 将 使 集电极电 流 产 生 变 化 。 且 变 化趋势是相 同的， 其 效果相当 于 在 两 个 输入端加入了共模信号。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
2. 抑制零点漂移原理
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
在模拟集成电路中，广泛地使用电流源，为放大电路 提供稳定的偏置电流，或作为放大电路的有源负载。
• 镜像电流源 • 微电流源 • 多路电流源 • 电流源用作有源负载
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
6.1.1 BJT电流源电路
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
6.1.2 FET电流源
集成运放 差分放大
低温漂，高共模抑制 比和高输入电阻
高电压增益
低输出电阻，较强 带负载能力
二、集成运放的主要特点
结构：
• 同一硅片 元件参数具有良好的 采用结构对称 相同工艺 一致性和同向偏差 为特征的电路
• 芯片面积小 功耗很低
工作电流极小 (如几 ~几十微安)
Rb Re3
Ib Rb
Ib
rbe
Re3
若考虑rce ？
当 rce ∞ 时， Ro3 ∞
【例2.3.2】
差分放大电路如图所
示 ， 已 知 =80 ，
rbe=2k。求该电路的 差模电压放大倍数Avd、 差 模 输 入 电 阻 Ri 和 输 出电阻Ro 。 解：先画出差模交流通路：
双端输入双端输出
反相输 入端
输入信号与输出信号相位反相
同相输 入端
输入信号与输出信号相位同相
集成运放的等效电路模型 在低频小信号，工作在线性区的条件下
低频小信号电路模型
在理想条 件下有：
Rid→∞ Ro→0 Aod→∞
1.6.2 集成运放中的恒流偏置电路 —提供静态工作点
镜像电流源
基本镜像电流源电路
T1和T2参数和特性完全相同， T1管的VCE=VBE=0.7V，工作在
I C1
2
I C1
IC1 2 IREF
IL
IC1
I REF
VCC VBE RREF
IC1 IC2 IL
( 50时,误差<5%)
该电路具有一定的温度补偿作用：
T IL IL
IC1 RREF压降增加
运算放大器
运算放大器（英语：Operational Amplifier，简称OP、OPA、OPAMP、运放）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-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，减法等模擬运算电路中，因而得名。
通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）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反馈（positive feedback）组态，相反地，在很多需要产生震荡信号的系统中，正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
运算放大器有许多的规格参数，例如：低频增益、单位增益频率（unity-gain frequency）、相位边限（phase margin）、功耗、输出摆幅、共模抑制比（common-mode rejection ratio）、电源抑制比（PSRR，power-supply rejection ratio）、共模输入范围（input common mode range）、电压摆动率（slew rate）、输入偏移电压（input offset voltage，又译：失调电压）、还有噪声等。
目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。
一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元，而现在运算放大器的设计已经非常可靠，输出端可以直接短路到系统的接地端（ground）而不至于被短路电流（short-circuit current）破坏。
目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成，这个放大器可以执行加与减的工作。
运算放大器参数及分类的介绍
430小组
运算放大器的主要参数
集成运放的参数较多，其中主要参数分为直流 指标和交流指标。
直流参数
• 输入失调电压Vos：输入失调电压定义为集成运放 输出端电压为零时，两个输入端之间所加的补偿电 压。 • 输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂） Vos Drift：输入失调电压的温度漂移定义为在给定 的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的 比值。 • 输入偏置电流Iib：输入偏置电流定义为当运放的输 出直流电压为零时，其两输入端的偏置电流平均值。 • 输入失调电流Ios：输入失调电流定义为当运放的输 出直流电压为零时，其两输入端偏置电流的差值。
精密型运放介绍
4-20mA电流变送器就是将温度变化（压力、位 移等信号也行）变换为为标准的4-20mA电流的芯片 代表产品：RCV420,XTR300,XTR105, XTR106, XTR111, XTR115, XTR300, RCV420的主要参数： Offset Voltage Drift (+/-) (max) (uV/Degrees Celsius) =25
交流参数
• 3dB带宽BW：开环带宽定义为，将一个恒幅正弦小 信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得开 环电压增益从运放的直流增益下降3db（或是相当 于运放的直流增益的0.707）所对应的信号频率。 • 单位增益带宽BWg：单位增益带宽定义为，运放的 闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦小信号输 入到运放的输入端，从运放的输出端测得闭环电压 增益下降 3dB（或是相当于运放输入信号的0.707） 所对应的信号频率。
Hale Waihona Puke 精密型运放介绍主要产品:IVC102 、ACF2101. 主要特点： Iib=750fA， 低噪声， 快速脉冲积分， 电源范围:+4.75V~+18V,-10V~-18V, 输出电压范围：正（V+-1.3V） 负（V-+2.6V）
运算放大器原理
运算放大器通常称之为" 运放 "，运算放大器是一个非常神奇的东西。
因为，它可以将输入端的电压放大数以万倍。
具体理论的放大倍数是：十万倍~百万倍。
那么之所以叫做是运算放大器是因为最开始的时候，它主要适用于：加法、减法、微分、积分这些模拟运算电路当中。
所以称它为运算放大器。
运算放大器工作原理
运算放大器是具有三个信号输入端子和两个电源端子的器件，在运算放大器当中有两个输入端和一个输出端。
运算放大器还有两个端子，用于器件供电。
如下图所示：
电流永远不会流入或者流出输入端，电流可以流入和流出输出端。
从输出端流出或流出的电流，由运放的供电端提供。
运算放大器把用"+"的值输入的电压值，从"-"输入端的电压相减。
运算放大器会在两个输入电压取这个差值。
并且将它乘以一个非常大的数字，得到一个结果。
也就是在课本当中的时候：输出端电压等于两个输入端的电压之差乘机一个很大的系数K。
比如：正端是0.5V，负端是0.3V的话。
那么就是 (0.5 - 0.3) x 100000 = 20000V。
运算放大器简介
运算放大器简介运算放大器是运用得非常广泛的一种线性集成电路。
而且种类繁多，在运用方面不但可对微弱信号进行放大，还可做为反相、电压跟随器，可对电信号做加减法运算，所以被称为运算放大器。
不但其他地方应用广泛，在音响方面也使用得最多。
例如前级放大、缓冲，耳机放大器除了有部分使用分立元件，电子管外，绝大部分使用的还是集成运算放大器。
而有时候还会用到稳压电路上，制作高精度的稳压滤波电路。
各种运放由于其内部结构的不同，产生的失真成分也不同，所以音色特点也有一定的区别。
本来我们追求的是高保真，运放应该是失真最低，能真实还原音乐，没有个性的最好。
但是由于要配合其他音响部件如数码音源、后级功放管等如果偏干、偏冷则可搭配音色细腻温暖型的运放，而太过阴柔、偏软的则可搭配音色较冷艳、亮丽的运放，做到与整机配合，取长补短的最佳效果。
所以说并不是选择越贵的运放得到的效果就一定越好，搭配很重要，达到听感上最好才算达到目的。
如果是应用在低电压的模拟滤波电路中，还要选择对低电压工作性能良好的运放种类。
市面上的运放种类不下五六百种，GBW带宽在5M以上的也有三百多种，最高的已达300MHZ，转换速率在5V/us以上的也不下几百种，最高达3000V/us。
以上介绍的几种被音响发烧友们炒得火热的，其实还有大量未被大家熟知的上乘佳品可供选择，大家不必局限于以上几种。
一种运放型号的封装也可分为金封、陶封和塑封，一般来说金封、陶封的质量较好，塑封的品质稍差。
利益的驱使，什么都有假货，运放也不例外，市面上的假货不少，如果想便宜捡好货，那就要慧眼识珠了，不太在行的在购买时就要注意，宁可多花一块几毛，也要到信誉较好的商家去买。
低档运放JRC4558。
这种运放是低档机器使用得最多的。
现在被认为超级烂，因为它的声音过于明亮，毛刺感强，所以比起其他的音响用运放来说是最差劲的一种。
不过它在我国暂时应用得还是比较多的,很多的四、五百元的功放还是选择使用它，因为考虑到成本问题和实际能出的效果,没必要选择质量超过5532以上的运放。
运算放大器的结构
I IO 0.4 ~ 0.8 nA d I IO 8 ~ 12 pA/ C dT
高输入阻抗型
用于测量设备及采样保持电路中。 例如： AD549
I I B 0.040 p A
CF155/255/355
Rid 1013
I I B 30 p A
Rid 1012
低功耗型
推挽电路 中间 放大级 偏置电路 恒流源 输 出
差分电路 输 入
输入级
输出级
运算放大器的符号
(a) (b) 模拟集成放大器的符号 (a) 国家标准符号 (b)原符号
运算放大器外形图
§5.2 常用集成运算放大器
通用集成运放741内部结构
集成运放741的简化电路图
输入级 中间级 输出级
集成运放原理图及计算
静态技术指标 动态技术指标
静态技术指标 输入偏置电流IB
运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量 差分放大对管输入电流的大小。
输入失调电压 Vio
输入电压为零时，将输出电压除以电压增益， 即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内 部电路对称性的指标。
输入失调电流Iio
在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流 之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。
转换速率S
R
(压摆率)
反映运放对于快速变化的输入信号的响应能力。 转换速率SR的表达式为： d Vo
SR dt
max
等效输入噪声电压Vn
输入端短路时，输出端的噪声电压折算到输入 端的数值。这一数值往往与一定的频带相对应。
理想运算放大器的条件
Avd=，实际上Avd≥80dB即可。 Rid=，实际上Rid比输入端外电路的电阻
差分运算放大器基本知识
差分运算放大器基本知识(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一．差分信号的特点：图1 差分信号1.差分信号是一对幅度相同，相位相反的信号。
差分信号会以一个共模信号Vocm为中心，如图1所示。
差分信号包含差模信号和公模信号两个部分，差模与公模的定义分别为：Vdiff=(Vout+-Vout-)/2，Vocm=(Vout++Vout-)/2。
2.差分信号的摆幅是单端信号的两倍。
如图1，绿色表示的是单端信号的摆幅，而蓝色表示的是差分信号的摆幅。
所以在同样电源电压供电条件下，使用差分信号增大了系统的动态范围。
3.差分信号可以抑制共模噪声，提高系统的信噪比。
In a differentialsystem, keeping the transport wires as close as possible to one another makes the noise coupled into the conductors appear as a common-mode voltage. Noise that is common to the power supplies will also appear as a common-mode voltage. Since the differential amplifier rejects common-mode voltages, the system is more immune to external noise.4.差分信号可以抑制偶次谐波，提高系统的总谐波失真性能。
Differential systems provide increased immunity to external noise, reduced even-order harmonics, and twice the dynamic range whencompared to signal-ended system.二．分析差分放大器电路图2.差分放大器电路分析图如图2所示，差分放大电路分析的基本原则与普通运算放大器中虚断虚短原则相同，同时还具有其特有的分析原则：输出的差分信号幅度相同，相位相差180度，以Vocm共模电压为中心对称，差分信号的增益为Gain=RF /RG。
运算放大器11种经典电路
精心整理运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花了乱，是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。
特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所收获。
????遍观所有模拟电子技术的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。
???今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
???虚短和虚断的概念???由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在10V～14V。
因此运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
????“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
???由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
???在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
全差分运算放大器共模点
全差分运放（Fully Differential Amplifier）是一种基于差分输入和差分输出的放大器电路，能够在差分信号中放大信号同时抑制共模信号。
共模点（Common Mode Point）则是指全差分运放的输入共模电压的值。
在全差分运放器中，共模点是指两个输入端的电压相等时的电压值。
在理想情况下，全差分运放器能够将共模信号进行完全抵消，使其在输出端不产生任何增益。
但在实际电路中，由于器件的不匹配和偏置电流等影响，使得共模信号无法完全抵消，会在输出端产生一定的共模幅度。
当全差分运放器失去共模抑制能力时，通常会出现共模放大（Common-Mode Gain）的情况，即输入的共模电压在输出端产生了有放大的幅度。
共模放大会引入不必要的噪声和失真，影响电路的性能。
为了实现更好的共模抑制性能，可以采取一些措施，如优化差分对输入电路的设计、增加电流源的稳定性和匹配性，以及采用高质量的元件等。
另外，可通过加入补偿电路、调整工作点和增加反馈等方式来提高共模抑制能力和共模稳定性。
总之，共模点是指全差分运放器的输入共模电压值，通过优化电路设计和采取相应措施，可以提高共模抑制性能，减少共模放大现象，提高差分信号的放大效果。
运算放大器知识
运算放大器最早被设计出来的目的是用来进行加、减、微分、积分的模擬数学运算，因此被称为“运算放大器”[1]。同时它也成为实现模拟计算机（analog computer）的基本建构单元。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远超过加减等的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管（transistor）或真空管（vacuum tube）、分立式（discrete）元件或集成电路（integrated circuits）元件，运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。最早期的运算放大器是使用真空管设计，现在则多半是集成电路式的元件，但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的能力时，也会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。
运算放大器（英语：Operational Amplifier，简称OP、OPA、OPAMP、运放）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-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，减法等模擬运算电路中，因而得名。
1968年：飞兆半导体公司推出 μA741，与 LM101 相比，μA741内部增加了30pF的频率补偿电容。该产品第二来源众多，迄今仍然在生产使用，它是有史以来最成功的运算放大器，也是极少数最长寿的IC型号之一；
1970年：开始出现输入端使用 FET 的高速、低输入电流（高输入阻抗）运算放大器；
目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元，而现在运算放大器的设计已经非常成熟，输出端可以直接短路到系统的接地端（ground）而不至于产生短路电流（short-circuit current）破坏元件本身。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
差分接法:差分放大电路（图3.8a.4）的输入信号是从集成运放的反相和同相输入端引入，如果反馈电阻RF等于输入端电阻R1 ，输出电压为同相输入电压减反相输入电压，这种电路也称作减法电路。
图3.8a.4 差分放大电路
差分放大器
如图所示，通过采用两个输入，该差分放大器产生的输出等于U1和U2之差乘以增益系数
运算放大器的单电源供电方法
大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电，只有少部分运算放大器可以在单电源供电状态下工作，如LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单运放)等。
需要说明的是，单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作，也可在双电源供电状态下工作。
例如，LM324可以在、+5～+12V单电源供电状态下工作，也可以在+5～±12V双电源供电状态下工作。
在一些交流信号放大电路中，也可以采用电源偏置电路，将静态直流输出电压降为电源电压的一半，采用单电源工作，但输入和输出信号都需要加交流耦合电容，利用单电源供电的反相放大器如图1(a)所示，其运放输出波形如图1(b)所示。
该电路的增益Avf＝－RF／R1。
R2＝R3时，静态直流电压Vo(DC)＝1／2Vcc。
耦合电容Cl和C2的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于C1)或负载(对于C2)来确定。
Cl及C2可由下式来确定：C1＝1000／2πfoRl(μF)；C2＝1000／2πfoRL(μF)，式中，fo是所要求最低输入频率。
若R1、RL单位用kΩ，fO用Hz，则求得的C1、C2单位为μF。
一般来说，R2＝R3≈2RF。
图2是一种单电源加法运算放大器。
该电路输出电压Vo＝一RF(V1／Rl十V2／R2十V3／R3)，若R1＝R2＝R3＝RF，则Vo＝一(V1十V2十V3)。
需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。
它是个甲类放大器，在无信号输入时，损耗较大。
思考题(1)图3是一种增益为10、输入阻抗为10kΩ、低频响应近似为30Hz、驱动负载为1kΩ的单电源反相放大器电路。
该电路的不失真输入电压的峰—峰值是多少呢?(提示：一般运算放大器的典型输入、输出特性如图4所示)；(2)图5是单电源差分放大器。
若输入电压为50Hz交流电压，V1＝1V，V2＝O．4V，它的输出电压该是多少呢？
LM358是一个双运放集成电路，运放是一个开环放大倍数极大的放大器，两个输入端“＋”、“－”之间只要有微小的电压差异，就会使输出端截止或者饱和。
而输入端的输入电阻非常大，可以认为不需要输出电流。
如果按照图示将运放接成闭环电路，则运放的放大倍数等于（Rf+R2)/R2.
因为可以理解运放的“－”端的电压永远等于“＋”端的，而“＋”端的电压等于Vi（R1上无电流，也就无压降），而“—”端的电压又等于Vo在Rf和R2上的分压，
所以有：
Vi＝V0×R2/(Rf+R2)，即：
Vo＝Vi×(Rf+R2)/R2.
LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，
适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工
作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益
模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
特性(Features)：
＊内部频率补偿。
＊直流电压增益高(约100dB) 。
＊单位增益频带宽(约1MHz) 。
＊电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5一±15V) 。
＊低功耗电流，适合于电池供电。
＊低输入偏流。
＊低输入失调电压和失调电流。
＊共模输入电压范围宽，包括接地。
＊差模输入电压范围宽，等于电源电压范围。
＊输出电压摆幅大（0至Vcc-1.5V) 。
参数输入偏置电流45 nA输入失调电流50 nA输入失调电压2.9mV输入共模电压最大值V CC~1.5 V共模抑制比80dB电源抑制比100dB
根据虚短：V+=V_
根据虚断：(V_ - V1)/R1=(Vout – V_)/R2
从而得到：(V+ - V1)/R1= (Vout – V+)/R2
而V+ =V2*{R4/(R3+R4)}将此式带入上式即可得到：则：Vout={(R1+R2)/(R3+R4) * R4/R2}V2 – R2/R1 V1 对于R1=R3 R2=R4
V out=V2 – R2/R1*V1
可见，上图的结果是有错误的。
而下图的结果是对的：
Vout=Ui1-5Ui2
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。