运算放大器详解
运算放大器参数详解
运算放大器参数详解运算放大器（通常简称为运放）是一种广泛应用于模拟信号处理领域的电子器件。
它被广泛应用于各种不同的电子设备中，包括音频放大器、模拟电路、数字电路等。
以下是对运算放大器参数的详细解释：1. 带宽增益乘积：这是运算放大器的一个重要指标，它等于开环带宽与开环增益的乘积。
这个参数可以用来估算运放在高频应用中的性能。
2. 开环增益：开环增益是运算放大器在没有反馈的情况下，输入电压与输出电压之比。
这是一个衡量运放放大能力的参数。
3. 最大差模输入电压：这是指运放可以接受的最大差分输入电压。
超过这个电压，运放可能会被损坏。
4. 最大共模输入电压：这是指运放可以接受的最大共模输入电压。
超过这个电压，运放可能会被损坏。
5. 最大输出电压：这是指运放在安全工作范围内可以输出的最大电压。
超过这个电压，运放可能会被损坏。
6. 电源电压范围：这是指运放正常工作所需的最小和最大电源电压。
低于最小电压，运放可能无法正常工作；高于最大电压，运放可能会被损坏。
7. 功耗：这是指运放在正常工作条件下消耗的功率。
这是一个重要的环保指标，因为电子设备的功耗直接影响到其热量产生和能源消耗。
8. 输入阻抗：这是指运放在没有反馈的情况下，输入端的电阻抗。
这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。
9. 输出阻抗：这是指运放在没有反馈的情况下，输出端的电阻抗。
这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。
10. 带宽增益乘积与最大带宽：带宽增益乘积是指运算放大器在特定频率下达到特定增益所需的带宽，通常以Hz为单位表示。
最大带宽是指运放在不失真的情况下可以处理的最高频率信号。
这两个参数共同决定了运算放大器处理高频信号的能力。
11. 建立时间：这是指运算放大器从启动到达到最终输出值所需的时间。
这个参数对于需要快速响应的电路设计来说非常重要。
12. 失调电压：这是指运算放大器在没有输入信号的情况下，输出端的直流偏置电压。
这个参数可能会对电路的直流性能产生影响。
运算放大器基础知识详解
运算放大器基础知识详解
运算放大器简述
运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。
其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。
由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。
运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。
运算放大器发展史
1941年
1941年：贝尔实验室的Karl D. Swartzel Jr.发明了真空管组成的第一个运。
运算放大器常见参数解析
运算放大器常见参数解析运算放大器是一种功率放大器，可以将输入电压放大到更大的输出电压，同时保持输入电压与输出电压之间的线性关系。
在电子设备与电路中广泛应用，例如音频放大器、通信系统等。
下面将对运算放大器的常见参数进行解析。
1.增益(Av)：运算放大器的增益即输出电压与输入电压之间的比值，通常用一个数字表示。
增益越大，输出信号放大倍数就越高。
运算放大器通常有固定增益和可调增益两种类型。
2. 输入偏置电压(Vos)：运算放大器的输入端有一个微小的直流偏置电压，即输入电压接近于零时实际电压。
输入偏置电压可以引起输出偏置电压，影响放大器的性能。
常见解决方法是使用一个偏置调零电路来降低输入偏置电压。
3.输入偏置电流(Ib)：运算放大器的输入端也有一个微小的直流偏置电流。
输入偏置电流过大会引起伪输出电压，并对信号放大造成影响。
输入偏置电流可以通过使用PN结和电流源进行补偿。
4. 输入电阻(Rin)：输入电阻是指运算放大器输入端对外部电路的等效电阻。
输入电阻越大，输入电压的损失就越小，维持输入信号的原始性。
输入电阻对应于差模模式和共模模式。
5.带宽(BW)：运算放大器的带宽是指输出信号能够跟随输入信号的频率范围。
带宽越高，放大器能够处理更高频率的信号。
带宽可以通过增加放大器的带宽限制元件来提高。
6. 输出电阻(Rout)：输出电阻是指运算放大器输出端对外部电路的等效电阻。
输出电阻影响着输出电压的稳定性和与外部电路的匹配性。
输出电阻越小，输出电压与负载电阻的影响就越小。
7.摆幅(Av)：摆幅是指运算放大器能够提供的最大输出电压幅值。
摆幅取决于供电电源电压和运算放大器内部极限电压。
摆幅越大，放大器能够输出的电压范围就越广。
8.直流增益(Ao)：直流增益是指运算放大器在输入信号频率为零时的增益。
直流增益可以决定运算放大器的静态精度，即输出电压与输入电压之间的比值。
9.共模抑制比(CMRR)：共模抑制比是指运算放大器对共模信号的压制能力。
运算放大器参数说明及选型指南
运算放大器参数说明及选型指南一、运放的参数说明：1.增益：运算放大器的增益是指输出信号与输入信号之间的比值，通常用V/V表示。
增益可以是固定的，也可以是可调的。
增益决定了输出信号相对于输入信号的放大程度。
2.带宽：运算放大器的带宽是指在其增益达到-3dB时的频率范围。
带宽决定了运放的工作频率范围，对于高频应用，需要选择具有宽带宽的运放。
3.输入偏置电压：输入偏置电压是指在无输入信号时，运放输入端的直流偏置电压。
输入偏置电压可能会引入偏置误差，对于精密测量电路，需要选择输入偏置电压尽可能小的运放。
4.输入偏置电流：输入偏置电流是指在无输入信号时，运放输入端的直流偏置电流。
输入偏置电流可能会引起输入端的电平漂移，对于高精度应用，需要选择输入偏置电流尽可能小的运放。
5.输入偏置电流温漂：输入偏置电流温漂是指输入偏置电流随温度变化的比例。
输入偏置电流温漂可能会导致运放的工作点发生变化，对于温度变化较大的应用，需要选择输入偏置电流温漂较小的运放。
6.输入噪声：输入噪声是指在无输入信号时，运放输入端产生的噪声。
输入噪声可能会影响信号的纯净度，对于低噪声应用，需要选择输入噪声较低的运放。
7.输出电流：输出电流是指运放输出端提供的最大电流。
输出电流决定了运放的输出能力，在驱动负载电流较大的应用中，需要选择输出电流较大的运放。
8.输出电压：输出电压是指运放输出端能够提供的最大电压。
输出电压决定了运放的输出范围，在需要大幅度信号放大的应用中，需要选择输出电压较大的运放。
二、选型指南：1.确定应用需求：根据实际应用需求确定所需的放大倍数、带宽、输入/输出电压等参数。
例如，对于音频放大器，需要考虑音频频率范围、输出功率等因素。
2.选择性能指标：根据应用需求选择合适的性能指标。
不同应用对各个参数的要求可能会有所差异，需根据实际情况进行权衡与选择。
3.查询产品手册：查询供应商的产品手册或网站，获取相关产品的详细参数信息。
产品手册通常会提供各项参数的典型值和极限值，可以用于评估是否满足需求。
运放参数详解超详细
运放参数详解超详细运放，全称为运算放大器，是一种主要用于电子设备中的放大电路。
它能够接收输入信号并在输出端放大，以达到放大信号的效果。
运放广泛应用于放大、滤波、积分、微分、求和、差分等电路中，是现代电子电路中不可或缺的元件之一在使用运放时，需要了解一些重要的参数，这些参数将影响到运放的性能和应用。
下面将详细介绍一些常见的运放参数：1.增益：增益指的是输入信号经过运放放大后的输出信号与输入信号之间的比例关系。
增益可以是小信号增益，即输入信号幅度相对较小的情况下的增益；也可以是大信号增益，即输入信号幅度较大的情况下的增益。
通常使用dB（分贝）来表示增益大小。
2.带宽：带宽是指运放能够正确放大的频率范围。
在带宽之外的信号将会被放大产生失真。
带宽通常以Hz（赫兹）表示，常见的运放带宽为几百kHz到几GHz。
3.输入电阻：输入电阻指的是运放输入端的电阻阻抗。
输入电阻越大，表示输入信号的损耗越小，输出信号与输入信号之间的电压差会更小。
输入电阻一般以欧姆（Ω）表示。
4.输出电阻：输出电阻指的是运放输出端的电阻阻抗。
输出电阻越小，表示运放输出信号的能力越强，能够驱动更大的负载。
输出电阻一般以欧姆（Ω）表示。
5.失调电流：失调电流是指运放输入端的两个输入电流之间的差异。
失调电流越小，表示运放的两个输入端能够更好地匹配，从而减小了对输入信号的失真。
失调电流一般以安培（A）表示。
6.偏置电压：偏置电压是指运放两个输入端相对于公共模式电压的偏差。
偏置电压越小，表示运放能够更好地接近理想运算放大器模型，减小了对输入信号的失真。
偏置电压一般以伏特（V）表示。
7.输出偏置电压：输出偏置电压是指运放输出端相对于公共模式电压的偏差。
输出偏置电压越小，表示运放输出信号更加准确，能够更好地匹配输入信号。
输出偏置电压一般以伏特（V）表示。
8.运放噪声：运放噪声是指运放输出信号中存在的由运放本身引起的随机噪声。
运放噪声分为输入噪声和输出噪声，通常以nV/√Hz（纳伏特/根赫兹）表示。
运放的原理与使用
运放的原理与使用运放，即运算放大器，是一种广泛应用于电子电路中的集成电路元件。
它的主要功能是将输入信号放大到合理的幅度，以便用于各种运算。
运放的原理和使用可以通过以下几个方面进行详细说明。
一、运放的基本电路结构运放的基本电路结构由差动输入级、单端放大级和输出级组成。
差动输入级用于接收输入信号，并将信号转换为电流。
单端放大级将电流信号转换为电压信号，并放大到合适的幅度。
输出级通过负反馈机制将输出信号与输入信号进行比较，以保持输出信号与输入信号的一致性。
二、运放的放大特性运放具有很高的放大增益和带宽产品，可以将输入信号放大到较大的幅度。
同时，运放的输入阻抗很高，输出阻抗很低，可以减小信号的失真和干扰。
三、运放的运算功能运放可以实现各种运算功能，包括放大、求和、积分、微分等。
通过调整运放的反馈电阻和电容，可以得到不同的运算结果。
四、运放的使用在实际应用中，运放可以作为放大器、比较器、滤波器等电路中的关键元件。
下面分别介绍一些常见的运放应用。
1.放大器运放可以作为电压放大器进行电压信号的放大。
通过选择合适的反馈电阻和电容，可以得到不同的放大倍数和频率响应。
2.比较器运放可以作为比较器进行信号的比较。
通过设置阈值电压，当输入信号超过或低于阈值时，输出高电平或低电平。
3.积分器运放可以通过设置负反馈电容实现积分功能。
当输入信号通过运放时，反馈电容会对信号进行积分，从而得到输出信号。
4.微分器运放可以通过设置负反馈电阻和电容实现微分功能。
当输入信号通过运放时，反馈电容和电阻会对信号进行微分，从而得到输出信号。
5.滤波器运放可以结合电容和电阻构成低通、高通、带通滤波器等。
通过调整电容和电阻的数值，可以实现对不同频率信号的滤波功能。
总之，运放作为一种重要的电子元件，在电路设计中有着广泛的应用。
它的原理和使用方法可以根据具体的应用需求进行调整和优化。
通过合理的选择和配置，可以实现不同的信号处理和运算功能。
运算放大器参数详解
运算放大器参数详解运算放大器（常简称为“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”，此名称一直延续至今。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。
现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。
直流放大电路在工业技术领域中，特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。
如在一些自动控制系统中，首先要把被控制的非电量（如温度、转速、压力、流量、照度等）用传感器转换为电信号，再与给定量比较，得到一个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构，所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度，再去推动执行机构或送到仪表中去显示，从而达到自动控制和测量的目的。
因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号，分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放大。
能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。
运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除比例微分积分等）单元，是模拟电子计算机的基本组成部件，由真空电子管组成。
目前所用的运算放大器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路，集成在一块微小的硅片上。
第一块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的μA741，在60年代后期广泛流行。
直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端 (公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
运算放大器常见参数解析
运算放大器常见参数解析1. 增益（Gain）：运算放大器的增益是指输入信号经过放大器后的输出信号相对于输入信号的放大倍数。
增益通常以分贝（dB）为单位表示。
放大器的增益决定了输出信号的大小，所以选择适当的增益对于系统的设计非常重要。
2. 带宽（Bandwidth）：运算放大器的带宽是指放大器能够处理的频率范围。
带宽通常以赫兹（Hz）为单位表示。
带宽决定了放大器能够处理的输入信号频率范围，对于高频应用来说，需要选择具有较宽带宽的放大器。
3. 偏置电流（Bias Current）：运算放大器的偏置电流是指放大器输入端和输出端之间的电流，它对于放大器的性能和稳定性都十分重要。
较低的偏置电流通常可以提高放大器的性能和增益，但过低的偏置电流可能会导致放大器不稳定。
4. 偏置电压（Bias Voltage）：运算放大器的偏置电压是指放大器输入端和输出端之间的电压，它对于放大器的性能和稳定性也非常重要。
与偏置电流类似，适当的偏置电压可以提高放大器的性能，但过高或过低的偏置电压都可能会导致放大器的不稳定。
5. 输入电阻（Input Impedance）：运算放大器的输入电阻是指放大器输入端的阻抗，它决定了放大器输入端的电压和电流关系。
较高的输入电阻可以减少信号源和放大器之间的干扰和电流泄漏，从而提高放大器的性能。
6. 输出电阻（Output Impedance）：运算放大器的输出电阻是指放大器输出端的阻抗，它决定了输出信号的负载能力。
较低的输出电阻可以提高放大器的驱动能力和信号传输质量。
通常在设计中，会选择与负载匹配的输出电阻。
7. 输入偏置电压（Input Offset Voltage）：运算放大器的输入偏置电压是指放大器输入电压与基准电压之间的差值。
较小的输入偏置电压可以减少对输入信号的失真和干扰，提高放大器的性能。
8. 温度漂移（Temperature Drift）：运算放大器的温度漂移是指增益和偏置随温度变化的程度。
电路基础原理中的运算放大器解析
电路基础原理中的运算放大器解析电路基础原理是电子工程学习的重要基础，掌握其中的关键概念和原理对于理解更复杂的电路设计和工作原理至关重要。
其中一个重要的组成部分就是运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp），它在电路中扮演着重要的角色。
一、什么是运算放大器？运算放大器是一种用于放大电路信号的集成电路元件。
它具有两个输入端（非反相输入端和反相输入端）和一个输出端。
运算放大器本身有非常高的增益，因此可以将微弱的输入信号放大到可用的幅度，在电路设计中起到重要作用。
二、运算放大器的基本原理1. 差分放大器运算放大器的非反相输入端和反相输入端构成了差分放大器，它通过比较两个输入端的电压差来产生输出信号。
差分放大器可以将输入信号在幅度上放大，并且可以通过外部电阻的调整来控制放大倍数。
2. 输入阻抗和输出阻抗运算放大器的输入阻抗非常高，说明它几乎不吸收输入信号的电流，而输出阻抗很低，能够在输出信号不受外界干扰的情况下提供准确的电压输出。
3. 开环增益和反馈运算放大器的开环增益非常高，一般可以达到10^5至10^6之间。
为了使运算放大器能够工作在稳定状态并有预期的放大效果，需要进行反馈控制。
反馈电路通过将一部分输出信号反馈到输入端，达到稳定放大的作用。
4. 负反馈在运算放大器的反馈中，负反馈是最常用的形式。
负反馈通过将一部分输出信号反向加在输入端，从而使运算放大器的输入信号与期望输出信号之间的差异减小，提高了电路的稳定性和准确性。
三、运算放大器的应用1. 比较器运算放大器可以作为比较器使用，比较两个输入信号的大小，输出高电平或低电平，用于触发其他电路的动作。
2. 滤波器运算放大器可以与电容和电感等元件结合，构成滤波器电路，对不同频率的信号进行滤波处理。
3. 仪器放大运算放大器可以作为仪器放大电路的核心部件，将微小的信号放大到可测量的幅度，如放大心电图仪的心电信号。
4. 信号发生器运放可以构成简单的信号发生器电路，通过正弦波、方波等信号的输入，产生不同频率和幅度的输出信号。
《运算放大器》课件
带宽与增益
根据电路的带宽和增益需求，选择适当带宽 和增益的运算放大器。
输入与输出阻抗
考虑电路的输入和输出阻抗，选择合适的运 算放大器以匹配阻抗。
电源电压与功耗
根据电源电压和功耗要求，选择合适的运算 放大器以降低能耗。
运算放大器的使用注意事项
电源电压的稳定性
确保电源电压的稳定，避免因电源波 动引起的电路性能不稳定。
闭环增益
总结词
闭环增益是指运算放大器在有反馈回路的情况下对输入信号的放大倍数。
详细描述
闭环增益是运算放大器实际应用中最重要的性能指标之一，它决定了放大器的 输出信号与输入信号之间的关系。通过调整反馈回路，可以改变闭环增益，从 而实现特定的输出信号。
带宽增益乘积
总结词
带宽增益乘积是衡量运算放大器频率响应的一个重要参数，它表示增益和带宽之间的乘积关系。
《运算放大器》PPT 课件
目录
CONTENTS
• 运算放大器概述 • 运算放大器的工作原理 • 运算放大器的应用 • 运算放大器的选择与使用 • 运算放大器的性能指标 • 运算放大器的设计实例
01 运算放大器概述
运算放大器的定义
01
运算放大器（简称运放）是一种 具有高放大倍数的电路单元，其 输出信号与输入信号之间存在一 定的数学关系。
根据需求选择合适的放大倍数，调整输入和输出电阻的大小，以确 保放大器的性能。
电路图
提供基于运算放大器的放大器电路图，包括输入、输出和反馈电阻 等元件。
基于运算放大器的滤波器设计
滤波器
利用运算放大器和适当的反馈网络可以设计出各种类型的滤波器， 如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
设计要点
根据滤波器的类型和性能要求，选择合适的反馈网络元件和运算放 大器型号。
电路中的运算放大器了解运放的基本原理和应用
电路中的运算放大器了解运放的基本原理和应用电路中的运算放大器：了解运放的基本原理和应用运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是电子电路中一种重要的基本器件，被广泛应用于各种电路中。
它以其优异的放大性能和灵活的电路设计能力，成为了电子工程师们设计各种电子系统的重要工具。
本文将详细介绍运算放大器的基本原理和常见应用。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一种差分输入、高增益、直接耦合的电子放大器。
它通常由输入阻抗很高的差分放大器、直流耦合的高增益级以及输出缓冲级组成。
运放的输出是输入电压的放大倍数，可以实现各种基本的放大和信号处理功能。
运放具有以下特性：1. 高增益：典型的运放增益在几万倍到几百万倍之间，可以放大微弱的信号到控制系统所需的电压范围。
2. 大输入阻抗：运放的输入阻抗通常在几百千欧姆到几百兆欧姆之间。
这样的高输入阻抗使得运放可以轻松地接收各种信号源的输入。
3. 小输出阻抗：运放的输出阻抗非常小，通常只有几个欧姆，可以驱动低阻抗负载而不损失信号质量。
4. 可调节增益：运放的增益可以通过反馈网络进行调整，以满足不同应用的需求。
5. 双电源供电：运放通常需要正负双电源进行供电，保证其工作在正确的偏置电压范围内。
二、运放的基本应用运放具有很多常见的应用，下面将介绍几个典型的应用场景。
1. 放大器：运放最常见的应用就是作为电压、电流和功率放大器。
通过调整反馈电阻和输入电阻的比例，可以实现不同的放大倍数。
2. 滤波器：运放可以用来构建各种类型的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
通过调整电容和电阻的数值，可以实现所需的截止频率和滤波特性。
3. 零点校正：运放可以用于对传感器输出进行校正。
通过将传感器输出和期望值进行比较，可以生成误差信号，从而对传感器输出进行修正。
4. 正负反馈控制系统：运放可以构成正负反馈控制系统，实现自动调节和稳定性增强。
通过调整反馈电阻和输入电阻的比例，可以实现系统的稳定性和响应速度的平衡。
运算放大器基础知识概要
运算放大器基础知识概要运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种重要的电路元件，被广泛应用于电子工程中。
它由一个差分输入和一个差分放大器组成，具备高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特性。
本文将对运算放大器的基础知识进行概要介绍。
一、运算放大器的基本结构运算放大器通常由差分放大器、级联放大器和输出级组成。
差分放大器是运算放大器的核心部分，它由一对输入电压分别连接到放大器的非反相输入端（+）和反相输入端（-）。
通常，差分放大器还配备一个负反馈网络，将输出信号与输入信号进行比较，以实现放大器的稳定性和精确性。
二、运算放大器的主要参数1. 增益：运算放大器的增益指的是输入信号与输出信号之间的比例关系。
与放大器中的电压增益AV有关的参数有开环增益Ao和封闭环增益Af。
2. 输入电阻和输入偏置电流：输入电阻是衡量运算放大器对输入电流的敏感度的指标，通常用欧姆（Ω）表示。
输入偏置电流则是指差分输入端的电流不一致性。
3. 输出电阻：输出电阻是指运算放大器的输出端对负载电阻的影响，输出电阻越小，输出电压对负载的影响越小。
4. 带宽和相位裕度：运算放大器的带宽是指其放大功能有效的频率范围，相位裕度则是指输出信号相对于输入信号的相移。
5. 失调电压和失调电流：运算放大器的失调电压是指在输入信号为零时输出信号的基准电平。
失调电流是指在输入电路中存在的任何源产生的电流不平衡。
三、运算放大器的应用领域运算放大器广泛应用于模拟电路和数字电路中。
在模拟电路中，它可以用于电压放大、电流放大、信号滤波、加法器、减法器、积分器等。
在数字电路中，运算放大器可以用作比较器、电压参考源等。
结语运算放大器是电子工程中不可或缺的一部分，通过差分放大、反馈控制等功能，实现了信号的放大、稳定性和精确性。
本文概要介绍了运算放大器的基础知识，包括其基本结构、主要参数和应用领域，为读者提供了一个初步了解运算放大器的视角。
运放内部结构详细讲解
运放内部结构详细讲解1. 运算放大器的基础知识运算放大器，咱们通常叫它“运放”，其实就是个神奇的小东西，电路里的万金油。
它的作用简单粗暴：放大信号。
不过，嘿，放大可不是乱放大的，得有技巧。
就好比你在KTV唱歌，得找个合适的麦克风才能把你的声音唱得嘹亮。
运放里有个“增益”参数，就是调节你声音大小的那根“调音旋钮”。
一般来说，它有两个输入，一个输出，听起来是不是有点复杂，但实际上就像你跟朋友聊八卦，一个说一个听，最后得出一个结论。
1.1 运放的结构概览要聊运放的内部结构，咱得先从它的基本组成部分说起。
它通常包含差分放大器、增益级和输出级。
差分放大器就像一对双胞胎兄弟，它能把两个输入信号进行比较，然后把差别放大。
增益级则是给信号加油，让它变得更强大。
最后，输出级负责把这个强大的信号输出，就像把最后的产品送到客户手里。
简单来说，运放就像一个工厂，信号在里面经过几道工序，最终变得更有力量。
1.2 差分放大器的魔力差分放大器是运放的核心，就像是一位聪明的侦探，专门负责分析两个信号之间的微小差异。
想象一下，你在聚会上听到两个朋友争论，这位侦探就能捕捉到他们说的每一个细节，并且放大这些细节，让你更清楚地听到他们的争论。
而差分放大器的两个输入，一个叫“正相输入”，另一个叫“负相输入”，这两个输入就像是左右耳，左耳听到的声音和右耳听到的声音经过处理后，合成了你脑海里的完整画面。
2. 增益级的重要性接下来，我们来聊聊增益级。
增益级就像是为信号打上“鸡血”，让它变得更有活力。
运放的增益可以是固定的，也可以是可调的，这就好比你在运动时，有的人能轻松跑步，有的人则需要一点音乐来提振精神。
通过调节增益，运放可以适应不同的应用场景，真是个灵活的小家伙。
实际上，增益级的设计也会影响运放的性能，好的设计能确保信号的失真率尽可能低，让你的声音依旧清脆动听。
2.1 输出级的最后一公里最后，咱们得提到输出级。
这个部分就像是运放的“快递员”，负责把信号准确无误地送到目的地。
运算放大器基础
足够的幅度。
信号转换
1 2
电压跟随
运算放大器可以作为电压跟随器使用，将一个电 路的输出电压跟随到另一个电路，实现信号的隔 离和传输。
差分信号转换
将差分信号转换为单端信号，或者将单端信号转 换为差分信号，以适应不同的电路需求。
3
电流转电压
将电流信号转换为电压信号，便于后续电路处理。
信号滤波
低通滤波器
采样保持在信号处理过程中源自对输入信号进行采样并保持一段时间，以便后续电路处理或存储。
运算放大器的选择与
05
使用
选择合适的运算放大器型号
1
根据电路需求选择合适的放大倍数和带宽。
2
根据输入信号的幅度和频率范围选择合适的输入 阻抗和噪声性能。
3
根据电源电压和功耗要求选择合适的电源电压和 功耗。
考虑电源电压和功耗
优化电路设计
02
通过减小输入和输出阻抗，减小反馈电阻和电容，可以减小运
算放大器的功耗。
降低电源电压
03
降低电源电压可以减小运算放大器的内部功耗，从而减小功耗。
THANKS.
历史与发展
历史
运算放大器的历史可以追溯到20世纪50年代，最早的运算放大器是由美国德州仪 器公司开发的。
发展
随着电子技术的不断发展，运算放大器的性能和应用范围也在不断扩展，出现了 许多新型的运算放大器，如低噪声运算放大器、高速运算放大器、高精度运算放 大器等。
运算放大器的工作原
02
理
输入信号处理
计算公式
电压增益 = (输出电压 输入电压) / 输入电压。
影响因素
电压增益主要取决于运算 放大器的电路设计和元件 参数。
输入电阻和输出电阻
运算放大器常见参数解析
运放常见参数总结1.输入阻抗和输出阻抗（Input Impedance And Output Impedance）一、输入阻抗输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I，则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值，就是输入阻抗。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样，它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路，输入阻抗越大，则对电压源的负载就越轻，因而就越容易驱动，也不会对信号源有影响；而对于电流驱动型的电路，输入阻抗越小，则对电流源的负载就越轻。
因此，我们可以这样认为：如果是用电压源来驱动的，则输入阻抗越大越好；如果是用电流源来驱动的，则阻抗越小越好（注：只适合于低频电路，在高频电路中，还要考虑阻抗匹配问题。
另外如果要获取最大输出功率时，也要考虑阻抗匹配问题二、输出阻抗无论信号源或放大器还有电源，都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来，对于一个理想的电压源（包括电源），内阻应该为0，或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意但现实中的电压源，则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r，就是（信号源/放大器输出/电源）的内阻了。
当这个电压源给负载供电时，就会有电流I从这个负载上流过，并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降，从而限制了最大输出功率（关于为什么会限制最大输出功率，请看后面的“阻抗匹配”一问）。
同样的，一个理想的电流源，输出阻抗应该是无穷大，但实际的电路是不可能的三、阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源，总是有内阻的（请参看输出阻抗一问），我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
运算放大器通俗讲解
运算放大器通俗讲解1什么是运算放大器运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种集成电路，它的功能是放大电压差异。
在电路中，运算放大器的两个输入端口通常被标记为正号和负号。
正输入端（+）接收输入信号，负输入端（-）接收参考信号。
Op Amp放大输入信号并输出到负载电阻或下一级电路中。
2运算放大器的特点运算放大器有很多特点，比如高增益、低失真、高输入阻抗、低输出阻抗等等。
以下是几个重要的特点：2.1高增益Op Amp的增益很高，达到几万以上，而且增益稳定性很好。
因此，在电路中它通常用来放大微弱的信号。
2.2高输入阻抗Op Amp的输入阻抗很高，因此对输入信号的影响很小。
这对于需要输入高阻抗信号的电路来说非常有用。
2.3低输出阻抗Op Amp的输出阻抗很低，因此它可以驱动负载电阻或下一级电路而不会影响输出信号的质量。
3运算放大器的应用运算放大器有很多常见的应用，例如：3.1比较器将运算放大器的负输入端接地，正输入端接收信号。
当正输入端的电压高于负输入端时，Op Amp的输出电平变成高电平。
反之，输出电平变成低电平。
3.2滤波器将运算放大器连接到RC电路上，可以制作出滤波器。
滤波器可以用来去除电路中的噪声和杂波，使信号更加干净。
3.3放大器将运算放大器的负输入端接地，正输入端接收信号，并在输出端接上一个负载电阻，就形成了一个放大器。
放大器可以将微弱的信号放大到足够的程度。
4总结运算放大器是一种功能强大的电子元器件，具有高增益、低失真、高输入阻抗、低输出阻抗等特点。
它广泛应用于比较器、滤波器、放大器等电路中，并在电子电路设计中扮演着重要的角色。
运算放大器作用通俗讲解
运算放大器作用通俗讲解
运算放大器（简称“运放”）是一种具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器，其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。
由于早期应用于模拟计算机中用以实现数学运算，因而得名“运算放大器”。
通俗来说，运算放大器就像一个“转换器”或者“处理器”，能够把输入的信号按照一定的规则和算法进行放大、缩小、相加、相减等处理，并将结果输出。
它广泛应用于各种电子设备中，例如音响设备、通信设备、传感器等等。
通过使用运算放大器，人们可以更好地控制和调节电子设备的性能和参数，使其满足各种不同的需求。
具体来说，运算放大器的作用有很多种，例如：
1.放大信号：运算放大器可以将输入的微弱信号放大成较大的
信号，使其能够满足后续电路的需求。
2.比较信号：将两个信号进行比较，输出一个二进制信号（例
如高电平或低电平），类似于一个比较器。
3.积分和微分：运算放大器可以对输入的信号进行积分和微分
运算，输出一个与输入信号成比例的时间函数。
4.滤波：通过对输入信号进行滤波处理，可以滤除不必要的噪
声和干扰，提取出有用的信号成分。
5.振荡和调制：运算放大器可以用于产生振荡信号和调制信号，
用于各种频率合成和调制解调的应用。
总之，运算放大器是一种非常重要的电子元件，在各种电子设备和系统中得到了广泛的应用。
通过了解和掌握运算放大器的原理和作用，人们可以更好地设计和应用各种电子系统，提高其性能和稳定性。
运算放大器参数详解
运算放大器参数详解运算放大器是一种电子设备，用于放大电压，实现信号处理和放大。
它具有以下参数：1. 增益（Gain）：增益是运算放大器输出电压与输入电压之比。
它表示运算放大器在输入信号上的放大倍数。
2. 带宽（Bandwidth）：带宽是指运算放大器能够放大的频率范围。
在带宽之外的信号将被减弱或屏蔽。
3. 输入阻抗（Input Impedance）：输入阻抗是运算放大器输入端的电阻。
它影响信号源与运算放大器之间的匹配。
4. 输出阻抗（Output Impedance）：输出阻抗是运算放大器输出端的电阻。
它影响运算放大器输出信号的传输质量和负载匹配。
5. 输入偏置电流（Input Bias Current）：输入偏置电流是指进入运算放大器输入端的电流。
它对输入信号的准确性和稳定性有影响。
6. 温度漂移（Temperature Drift）：温度漂移是指运算放大器参数随温度变化的变化。
它会导致运算放大器的性能随环境温度变化而变化。
7. 共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）：CMRR是运算放大器对共模信号抑制的能力。
较高的CMRR意味着运算放大器对共模信号的抑制能力更强。
8. 噪声（Noise）：噪声是运算放大器输出信号中的非期望信号，通常由电子器件的不完美性和环境干扰引起。
在某些应用中，噪声是一个重要的参数，需要尽量降低。
以上是一些常见的运算放大器参数，它们决定了运算放大器在特定应用中的性能。
不同的应用需要不同的参数要求，因此在选择运算放大器时，我们需要仔细考虑这些参数。
- 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)。
UR
+
∞
+
ui
uo
-Uom
0
UR
ui
当ui < UR时 , uo = +Uom 当ui >UR时 , uo = -Uom
三、过零比较器: (UR =0时) 过零比较器 时 ui
+
uo
∞
+
+UOM
uo
0 -UOM uo +UOM
ui
+
∞
+
ui
uo
0 -UOM
ui
例：利用电压比较器将正 弦波变为方波。 弦波变为方波。
uo
输出波形： 输出波形：
0 - UOM
实际运放
由于工艺问题，实际运放达不到理想运放的性能。 由于工艺问题，实际运放达不到理想运放的性能。 以下方面是运放的重要指标，据此选择运放。 以下方面是运放的重要指标，据此选择运放。
1，失调电压及其漂移
由于实际运放内部电路元件不完全对称， 由于实际运放内部电路元件不完全对称， 输入端短路时输出电压不为零。 输入端短路时输出电压不为零。 折合为输入端的等效电压， 折合为输入端的等效电压，Uoo 等效电压 Uoo随温度变化，称为失调电压的漂移 随温度变化，称为失调电压的漂移。 随温度变化 漂移
ui t uo t
-Uom
ui
+
∞
+
uo
+Uom
施密特触发器－ §2 施密特触发器－迟滞比较器
特点：电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。 特点：电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。 1. 没加参考电压的下 行迟滞比较器
分析
1. 因为有正反馈，所以 因为有正反馈， 输出饱和。 输出饱和。 2. 当uo正饱和时 o =+UOM) 正饱和时(u R 1 U+ = Uom = UH R + R2 1 3. 当uo负饱和时 o =–UOM) 负饱和时(u
3，共模抑制比
差模信号 共模信号
4，饱和电压和电流
实际饱和输出比正、负电源电压小 实际饱和输出比正、负电源电压小1～2V。 2V。 晶体管导通电压） （晶体管导通电压） 实际输出电流有一个最大值限制，超过则 实际输出电流有一个最大值限制， 最大值限制 过流保护，防止烧坏。 过流保护，防止烧坏。
5，转换速率
t
ui
R
－+ +
R1 R2
∞
uo
ui
Uom
t
-Uom
2. 加上参考电压后的下行迟滞比较器 ui 加上参考电压后的上下限： 加上参考电压后的上下限： UR R －+ + R2
∞
uo
R1 R2 UH = Uom + UR R1 + R2 R1 + R2
uo
Uom
R1
R1 R2 UL = − Uom + UR R1 + R2 R1 + R2
比较器的基本特点为： 比较器的基本特点为：
工作在开环或正反馈状态。 工作在开环或正反馈状态。 开关特性，因开环增益很大， 开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电 平和低电平两个稳定状态。 平和低电平两个稳定状态。 非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。 非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。
反映运放对大信号阶跃输入电压的响应能力。 反映运放对大信号阶跃输入电压的响应能力。
运放的转换速率应大于输入信号的变化率。 运放的转换速率应大于输入信号的变化率。 大于输入信号的变化率
作业
3-3 3-5 3-9 3-12 3-15
UL
UH
0
-Uom
ui
例：R1=10kΩ，R2=20k Ω ，UOM=12V， UR=9V Ω ， 为如图所示的波形时， 当输入 ui 为如图所示的波形时，画出输出 uo的波形。 的波形。 ui UR R1 R2 R
∞
uo
－+ +
ui 10V 5V 0 t
根据传输特性画输出波形图 门限电压： 门限电压：
运放的非线性应用电路－ 运放的非线性应用电路－ 比较器
非线性应用： 非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状 是非线性函数。 态，输出与输入的关系 uo=f( ui ) 是非线性函数。 确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。 确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。
若有负反馈，则运放工作在线性区； 若有负反馈，则运放工作在线性区； 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。
ui
R
－+ +
R1 U+ R2
∞
uo
参考电压由 输出电压决定
R1 U+ = − Uom =UL R1 + R2
R 1 UH = Uom R + R2 1
R1 UL = − Uom R1 + R2
Uom
ui
R
－+ +
R1 R2
∞
uo
传输特性： 传输特性： uo UH
UL
0
-Uom
u
增加到U 当ui 增加到 H时，输出 跳变到-U 由Uom跳变到 om；
减小到U 当ui 减小到 L时，输出 跳变到U 由-Uom跳变到 om 。
分别称U 上下门限电压。 宽度。 分别称 H和UL上下门限电压。称(UH - UL)为回差或门限宽度。 为回差或门限宽度
例：下行迟滞比较器的 输入为正弦波时， 输入为正弦波时， 画出输出的波形。 画出输出的波形。
ui
UH UL
§1 简单电压比较器
一、若ui从同相端输入 ui UR
+ –
∞
+
uo
+Uom
uo 0
-Uom UR
ui
UR：参考电压 ui ：被比较信号
传输特性
特点：运放处于开环状态。 特点：运放处于开环状态。 当ui > UR时 , uo = +Uom 当ui < UR时 , uo = -Uom
二、 若ui从反相端输入
§4 方波发生器
一、电路结构
– uc C R1 R2 上下门 + R －+ +
∞
uo
下行的迟滞比较器， 下行的迟滞比较器， 输出经积分电路再 输入到此比较器的 反相输入端。 反相输入端。
R1 UH = U om R1 + R2 限电压： 限电压：
R1 UL = − U om R1 + R2
二、工作原理
∞
u+=UL
此时， 经输出端放电。 此时，C 经输出端放电。 uc UH
uo UL
t
uc降到 L时，uo上翻。 降到U 上翻。 重新回到＋ 以后， 当uo 重新回到＋UOM 以后，电路又进入另一个 周期性的变化。 周期性的变化。
–
uc C R1
uc
+
R －+ + R2
∞
UH 0 UL uo UOM t T t
没加参考电压的 上行迟滞比较器
加上参考电压后的 上行迟滞比较器
§3
窗口比较器
电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成
设R1 =R2，则：
(VCC − 2VD ) R2 1 VL = = (VCC − 2VD ) R1 + R2 2 VH = VL + 2VD
高电平， 导通； 当 vI＞ VH时 ， vO1为 高电平 ， D3 导通 ； vO2 为 低 电平, 截止， 电平 D4截止，vO= vO1。 当vI＜ VL时，vO2为高 电平， 导通； 电平，D4导通；vO1为低 电平， 截止， 电平，D3截止，vO= vO2 当VH ＞vI＞ VL时， vO1为低电平，vO2为低电 为低电平， 截止， 平 ， D3 、 D4 截止 ， vO 为 为低电平。 为低电平。
处于非线性状态运放的特点： 处于非线性状态运放的特点： 1. 虚短路不成立。 虚短路不成立。 2. 输入电阻仍可以认为很大。 输入电阻仍可以认为很大。 3. 输出电阻仍可以认为是 。 输出电阻仍可以认为是0。
比较器的功能是比较两个电压的大小。 比较器的功能是比较两个电压的大小。 常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、 常用的幅度比较电路有电压幅度比较器 、 窗 口比较器和具有滞回特性的施密特触发器。 口比较器和具有滞回特性的施密特触发器。这些 比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值， 比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有 的具有两个阈值。
– uc C R1 R2 1. 设 uo = + UOM 则：u+=UH 此时，输出给C 此时，输出给 充电
-UOM 0
+
R －+ +
∞
uc
U+H
uo
uo
UOM
0
t
t
Uc上升到UH时，uo下翻。 uo 立即由＋UOM 变成－UOM 上升到 立即由＋ 变成－
2. 当uo = -UOM 时， – uc C R1 R2 + R －+ +
2，偏置和失调电流
由于实际运放内部电路元件不完全对称， 由于实际运放内部电路元件不完全对称， 两个输入端具有很小 不等的直流电流 很小、 的直流电流。 两个输入端具有很小、不等的直流电流。 两个输入电流的平均值 两个输入电流的平均值 称为 偏置电流 IB 称为 输入失调电流 IIO 差 偏置电流、失调电流也随温度变化。 偏置电流、失调电流也随温度变化。
ui
10V 5V 2V 0