运放的应用实例和设计指南
集成运放应用电路设计360例
集成运放应用电路设计360例（原创版）目录1.集成运放简介及其应用2.集成运放应用电路设计 360 例的内容概述3.集成运放应用电路设计的基本准则和须知4.集成运放应用电路设计的具体实例5.总结与展望正文一、集成运放简介及其应用集成运放，即集成运算放大器，是一种模拟电路，具有高增益、差分输入、输出电压有限等特性。
它在电子电路设计中有着广泛的应用，例如在信号放大、滤波、模拟计算等领域均有运放的身影。
集成运放的应用电路设计，不仅要熟悉其内部结构和原理，还需要掌握一定的电路设计技巧。
二、集成运放应用电路设计 360 例的内容概述《集成运放应用电路设计 360 例》这本书全面系统地阐述了集成运算放大器 360 种应用电路的设计公式、设计步骤及元器件的选择。
内容包括集成运放应用电路设计须知，集成运放调零、相位补偿与保护电路的设计，运算电路、放大电路的设计，信号处理电路的设计，波形产生电路的设计，测量电路的设计，电源电路及其他电路的设计等方面。
三、集成运放应用电路设计的基本准则和须知在进行集成运放应用电路设计时，需要遵循一些基本的设计准则，例如选择合适的运放型号，合理安排电路布局，注意元器件的参数匹配等。
此外，还需要了解一些电路设计须知，例如集成运放的内部框图、分类和图形符号，引脚功能、封装及命名方法，参数等。
四、集成运放应用电路设计的具体实例书中给出了丰富的集成运放应用电路设计实例，如运算电路、放大电路、滤波电路、波形产生电路等。
这些实例都是实际应用中常见的电路，通过学习这些实例，可以掌握集成运放应用电路设计的基本方法和技巧。
五、总结与展望集成运放应用电路设计是一个复杂而又富有挑战性的领域，需要不断学习和实践。
运算放大器详细的应用电路(很详细)
§8.1比例运算电路8。
1.1反相比例电路1。
基本电路电压并联负反馈输入端虚短、虚断特点:反相端为虚地，所以共模输入可视为0,对运放共模抑制比要求低输出电阻小，带负载能力强要求放大倍数较大时,反馈电阻阻值高，稳定性差。
如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M2。
T型反馈网络（T型反馈网络的优点是什么?）虚短、虚断8.1.2同相比例电路1。
基本电路：电压串联负反馈输入端虚短、虚断特点:输入电阻高，输出电阻小，带负载能力强V-=V+=Vi,所以共模输入等于输入信号，对运放的共模抑制比要求高2.电压跟随器输入电阻大输出电阻小，能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小§8.2加减运算电路8。
2。
1求和电路1.反相求和电路2.虚短、虚断特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系3.同相求和电路4.虚短、虚断8。
2。
2单运放和差电路8。
2。
3双运放和差电路例1：设计一加减运算电路设计一加减运算电路，使Vo=2Vi1+5Vi2—10Vi3 解：用双运放实现如果选Rf1=Rf2=100K,且R4= 100K则：R1=50K R2=20K R5=10K平衡电阻R3= R1// R2// Rf1=12.5K R6=R4//R5//Rf2= 8.3K例2:如图电路，求Avf，Ri解：§8。
3积分电路和微分电路8。
3。
1积分电路电容两端电压与电流的关系：积分实验电路积分电路的用途将方波变为三角波（Vi:方波，频率500Hz，幅度1V)将三角波变为正弦波（Vi：三角波，频率500Hz，幅度1V）(Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V)思考:输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率200Hz,幅度1V)思考: 输入信号频率对输出信号幅度的影响?积分电路的其它用途：去除高频干扰将方波变为三角波移相在模数转换中将电压量变为时间量§8.3积分电路和微分电路8.3.2微分电路微分实验电路把三角波变为方波（Vi：三角波，频率1KHz,幅度0.2V)输入正弦波（Vi：正弦波，频率1KHz,幅度0.2V）思考：输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）思考:输入信号频率对输出信号幅度的影响？§8.4对数和指数运算电路8.4。
运放的运用
实验二 运算放大器的运用要求：设计用运算放大器构成反相放大器、同相放大器和电压跟随器（低通、高通和带通），测试三种电路的输入电阻、输出电阻、放大倍数和通频带。
一、电路的设计1.反相放大器（1）低通滤波图1（a ）是实用的反相低通滤波器电路，它使用通用运算放大器LM324接成单电源供电模式，简单易行。
图中C1为足够大的电容器，所谓足够大是指C1和R1的时间常数要远小于R2和C2的时间常数 ，图中为10uF 。
该电路通带内的电压放大倍数为R2/R2，若R1=R2则放大倍数为1。
该电路截止频率有R2,C2的时间常数决定，满足公式RC f c π21=。
可计算得截止频率 1.59KHZ 2122==C R f c π 电压放大倍数为1012==R R A v图1（a ）反相低通滤波电路低通滤波器电路的输入输出波形如图1（b ）所示，由图可知：该电路的放大倍数约为10倍，与理论算出的10=v A 相差不大，且为反相电路。
图1（b ）输入输出波形低通滤波器电路的幅频和相频特性曲线如图1（c ）所示，由图可知：该电路的截止频率c f 约为1.5kHZ ，与理论值 1.59kHZ =c f 相符合。
图1（c ） 反相低通幅频和相频特性曲线（2）高通滤波图2（a ）是实用的反相高通滤波器电路，它使用通用运算放大器（运放）接成单电源供电模式，简单易行。
该电路通带内的电压放大倍数为R1/R2，若R1=R2则放大倍数为1。
该电路截止频率有R2,C1的时间常数决定，满足公式RCf c π21=。
可计算得截止频率159.15HZ 2122==C R f c π 电压放大倍数为1012==R R A v图2（a ）反相高通滤波电路高通滤波器电路的输入输出波形如图1（b ）所示，由图可知：该电路的放大倍数约为10倍，与理论算出的10=v A 相差不大，且为反相电路。
图2（b ）输入输出波形高通滤波器电路的幅频和相频特性曲线如图2（c ）所示，由图可知：该电路的截止频率c f 约为150HZ ，与理论值159.15HZ =c f 相符合。
运放实际应用电路
运放实际应用电路运放（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种常用的电子器件，广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，可以在电路中实现放大、滤波、运算等功能。
本文将介绍运放在实际应用电路中的一些常见应用。
一、反向放大电路反向放大电路是运放的一种基本应用。
它利用运放的高增益特性，将输入信号放大到输出端。
反向放大电路由运放、输入电阻、反馈电阻组成。
输入信号通过输入电阻R1进入运放的反向输入端，同时通过反馈电阻R2反馈到运放的输出端，形成闭环。
根据负反馈原理，运放的输出将调整，使得输入电压与输出电压之间的差异最小化。
通过调整R1和R2的比值，可以实现不同的放大倍数。
二、比较器电路比较器电路是运放的另一种常见应用。
它将两个输入信号进行比较，并输出一个高电平或低电平的信号，用来表示两个输入信号的大小关系。
比较器电路由运放、两个输入电阻和一个输出电阻组成。
其中一个输入信号通过输入电阻R1进入运放的反向输入端，另一个输入信号通过输入电阻R2进入运放的非反向输入端。
当反向输入端的电压大于非反向输入端的电压时，运放输出高电平；反之，输出低电平。
三、积分电路积分电路利用运放的积分特性，将输入信号的积分结果输出。
它由运放、电容和电阻组成。
输入信号通过电阻R1进入运放的反向输入端，同时通过电容C与运放的输出端相连。
当输入信号为脉冲信号时，运放输出的电压将随时间不断积累，形成积分结果。
积分电路在模拟计算、信号处理等领域有广泛应用。
四、滤波电路滤波电路利用运放的高输入阻抗和低输出阻抗特性，实现对信号的滤波功能。
常见的滤波电路有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
低通滤波器通过选择合适的电容和电阻，将高频信号滤除，只保留低频信号。
高通滤波器则相反，将低频信号滤除，只保留高频信号。
带通滤波器可以选择某个频段的信号进行传递，滤除其他频率的信号。
五、运算放大器运算放大器是一种特殊的运放电路，具有非常高的增益和输入阻抗，可以实现各种数学运算。
. 集成运放应用电路设计 360 例
. 集成运放应用电路设计 360 例《集成运放应用电路设计360例》一、引言在当今电子科技飞速发展的时代，集成运放应用电路设计已经成为了电子工程师们日常工作中不可或缺的一部分。
本文将从不同的角度对集成运放应用电路设计进行360例分析，帮助读者更全面、深入地了解这一重要主题。
二、集成运放的基本原理1. 什么是集成运放集成运放是一种集成电路芯片，内部含有多个传输管、电阻、电容、运算放大器等电子元件，具有高放大倍数、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
2. 集成运放的工作原理集成运放的工作原理是利用差分输入、负反馈和放大器的特性来实现对输入信号的放大、滤波、积分、微分等功能。
三、常见的集成运放应用电路1. 非反相放大电路在非反相放大电路中，输入信号经过集成运放放大后，输出信号与输入信号具有相同的极性。
2. 反相放大电路反相放大电路是集成运放应用电路中常见的一种，通过负反馈来实现对输入信号的放大。
3. 滤波电路集成运放在滤波电路中发挥着重要作用，实现对特定频率信号的滤波和衰减。
4. 比较器电路比较器电路利用集成运放的开环增益特性，将输入信号与基准电压进行比较，输出高低电平信号。
4. 信号调理电路信号调理电路利用集成运放对信号进行调理和处理，如放大、滤波、积分、微分等，常见于传感器和仪器仪表系统中。
五、集成运放应用电路设计的关键要点1. 电路设计的精度要求在集成运放应用电路设计中，精度是一个至关重要的要素，包括输入输出精度、电源电压滞后、温度漂移等。
2. 电路的稳定性稳定性是集成运放应用电路设计中需要考虑的另一个关键因素，包括电路的稳定性、抑制电路震荡、频率补偿等。
3. 电路的抗干扰能力在实际应用中，集成运放应用电路设计需要考虑电路的抗干扰能力，尤其是在噪声干扰严重的环境中。
4. 电路的功耗和热设计在电路设计中，功耗和热设计是需要综合考虑的因素，包括电路的功耗、温升、散热方式等。
六、集成运放应用电路设计的案例分析1. 温度传感器信号调理电路设计在温度传感器信号调理电路设计中，需要考虑到传感器的灵敏度、温度范围、线性化补偿等因素。
实用运放电路实例解析(经典)
实用运放电路实例解析(经典)从虚断、虚短分析基本运放电路运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，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。
为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位看完后有所斩获。
遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，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！今天，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80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，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。
运算放大器的应用
运算放大器的应用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，具有高增益、输入阻抗大、输出阻抗小的特点。
它是现代电子电路设计中最重要的模拟集成电路之一，广泛应用于各种电子设备和系统中。
运算放大器通常由差分级、电压放大级和输出级组成。
其输入具有正、负两个端口，输出为单端口，并提供了电源引脚。
它能够对输入信号进行放大、滤波、求和、积分、微分等运算，因此被称为运算放大器。
2. 运算放大器的基本原理运算放大器的基本原理是根据反馈原理进行不同运算。
在运算放大器的标准运算模式中，通常将负反馈应用于放大电路中，以提高放大器的稳定性和线性度。
运算放大器的负反馈电路将一部分输出信号通过反馈电阻或电容返回到放大器的输入端，从而减小放大器的增益。
根据反馈电路的选择和连接方式，运算放大器可以实现不同的功能，如比例放大、求和、积分、微分、滤波等。
3. 运算放大器的应用领域3.1 比例放大电路运算放大器广泛应用于比例放大电路中，可以将输入信号的幅值放大到所需的范围。
比例放大电路常用于测量、控制和通信系统中，如传感器信号放大、功率放大、电压放大等。
3.2 求和电路运算放大器可用于实现多个输入信号的求和功能。
通过将多个输入信号连接到运算放大器的反馈电阻上，可以将多个信号进行加和，得到它们的总和。
求和电路常用于音频混音、数据采集、测量等领域。
3.3 积分与微分电路运算放大器也可以实现信号的积分和微分。
通过将电容连接到运算放大器的输入端和反馈电容上，可以实现对信号的积分或微分运算。
积分与微分电路常用于信号处理、滤波、模拟计算等应用中。
3.4 滤波电路运算放大器可用于设计各种滤波电路，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
滤波电路常用于信号处理、音频处理、功率放大等领域，可以对信号的频谱进行调整和改善。
3.5 控制电路运算放大器还可用于控制电路中。
通过将反馈信号与参考信号进行比较，可以实现控制电路的调节和反馈控制。
运放的应用实例和设计指南讲课教案
运放的应用实例和设计指南1.1 运放的典型设计和应用1.1.1 运放的典型应用运放的基本分析方法：虚断，虚短。
对于不熟悉的运放应用电路，就使用该基本分析方法。
运放是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。
1) 运放在有源滤波中的应用图5.2 有源滤波上图是典型的有源滤波电路（赛伦-凯电路，是巴特沃兹电路的一种）。
有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减，而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
该电路的设计要点是：在满足合适的截止频率的条件下，尽可能将R233和R230的阻值选一致，C50和C201的容量大小选取一致（两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路），这样就可以在满足滤波性能的情况下，将器件的种类归一化。
其中电阻R280是防止输入悬空，会导致运放输出异常。
滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为巴特沃兹，单调下降，曲线平坦最平滑；切比雪夫，迅速衰减，但通带中有纹波；贝塞尔（椭圆），相移与频率成正比，群延时基本是恒定。
二阶有源低通滤波电路的画法和截止频率2) 运放在电压比较器中的应用图5.3 电压比较上图是典型信号转换电路，将输入的交流信号，通过比较器LM393，将其转化为同频率的方波信号（存在反相，让软件处理一下就可以），该电路在交流信号测频中广泛使用。
该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。
将输出进行（1+R292/R273）倍的放大，放大倍数越高，方波的上升边缘越陡峭。
该电路中还有一个关键器件的阻值要注意，那就是R275，R275决定了方波的上升速度。
3) 恒流源电路的设计如图所示，恒流原理分析过程如下：U5B （上图中下边的运放）为电压跟随器，故V4 V1=;由运算放大器的虚短原理，对于运放U4A （上图中上边的运放）有： V5 V3=； 而()4212020V4-Vref V5V R R R ++•=；()01918190-V2 V3++•=R R R ;有以上等式组合运算得：Vref V1 V2=-当参考电压Vref 固定为1.8V 时，电阻R30为3.6Ωk ,电流恒定输出0.5mA 。
运放的应用实例和设计指南
1.1 运放的典型设计与应用1.1.1 运放的典型应用运放的基本分析方法:虚断,虚短。
对于不熟悉的运放应用电路,就使用该基本分析方法。
运放就是用途广泛的器件,接入适当的反馈网络,可用作精密的交流与直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。
1) 运放在有源滤波中的应用图5、2 有源滤波上图就是典型的有源滤波电路(赛伦-凯电路,就是巴特沃兹电路的一种)。
有源滤波的好处就是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减,而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
该电路的设计要点就是:在满足合适的截止频率的条件下,尽可能将R233与R230的阻值选一致,C50与C201的容量大小选取一致(两级RC电路的电阻、电容值相等时,叫赛伦凯电路),这样就可以在满足滤波性能的情况下,将器件的种类归一化。
其中电阻R280就是防止输入悬空,会导致运放输出异常。
滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为巴特沃兹,单调下降,曲线平坦最平滑;切比雪夫,迅速衰减,但通带中有纹波;贝塞尔(椭圆),相移与频率成正比,群延时基本就是恒定。
二阶有源低通滤波电路的画法和截止频率2) 运放在电压比较器中的应用图5、3 电压比较上图就是典型信号转换电路,将输入的交流信号,通过比较器LM393,将其转化为同频率的方波信号(存在反相,让软件处理一下就可以),该电路在交流信号测频中广泛使用。
该电路实际上就是过零比较器与深度放大电路的结合。
将输出进行(1+R292/R273)倍的放大,放大倍数越高,方波的上升边缘越陡峭。
该电路中还有一个关键器件的阻值要注意,那就就是R275,R275决定了方波的上升速度。
3) 恒流源电路的设计如图所示,恒流原理分析过程如下:U5B(上图中下边的运放)为电压跟随器,故V4 V1=;由运算放大器的虚短原理,对于运放U4A(上图中上边的运放)有: V5 V3=; 而 ()4212020V4-Vref V5V R R R ++•=;()01918190-V2 V3++•=R R R ;有以上等式组合运算得:Vref V1 V2=-当参考电压Vref 固定为1、8V 时,电阻R30为3、6Ωk ,电流恒定输出0、5mA 。
运算放大器应用电路的设计与制作
运算放大器应用电路的设计与制作(一） 运算放大器 1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反响电路时，可以灵敏地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
运算放大器一般由4个局部组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。
图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性局部。
如图2所示。
U -对应的端子为“-〞，当输入U -单独加于该端子时，输出电压与输入电压U -反相，故称它为反相输入端。
U +对应的端子为“＋〞，当输入U +单独由该端参加时，输出电压与U +同相，故称它为同相输入端。
输出：U 0= A(U +-U -) ； A 称为运算放大器的开环增益〔开环电压放大倍数〕。
在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到:开环电压增益A ud =∞；输入阻抗r i =∞；输出阻抗r o =0；带宽f BW =∞；失调与漂移均为零等理想化参数。
2.理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U O ＝A ud 〔U +－U －〕,由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。
即U +≈U －，称为“虚短〞。
由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断〞,这说明运放对其前级汲取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的根本原那么，可简化运放电路的计算。
3. 运算放大器的应用 (1)比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路，比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。
(a) 反向比例电路反向比例电路如图3所示，输入信号参加反相输入端:图3反向比例电路电路图对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R ’＝R 1 // R F 。
运放的应用
电源运放应用图集(一)：基础知识我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1．1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
运放应用大全
1.集成运算放大器的主要应用集成运算放大器的两个输入端分别为同相输入端u P 和反相输入端u N ，这里的“同相”和“反相”是集成运算放大器的输入电压与输出电压u o 之间的相位关系，其符号及外观如图1.1所示。
从外部看，可以认为集成运算放大器是一个双端输入、单端输出、具有高差模放大倍数A od 、高输入电阻、低输出电阻、能较好地抑制温漂的差动放大电路。
集成运算放大器加上负反馈回路，使其具有各种各样的特性，实现各种各样的电路功能。
集成运算放大器的主要应用：DC 放大器----DC ～低频信号的放大。
音频放大器----数十H Z ～数十kH Z 的低频信号的放大器。
视频放大器----数十H Z ～数十MH Z 的视频信号的放大器。
有源滤波器----低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
模拟运算----模拟信号的加法、减法、微分、积分等运算。
信号的发生和转换----正弦波振荡电路、矩形波发生电路、电压比较器、电压—电流转换电路等。
2.集成运算放大器的主要性能指标 (1) 开环差模增益A od在集成运算放大器无外加反馈时的差模放大倍数称为开环差模增益，记作A od 。
A od =△u o /△（u P -u N ），常用分贝（dB ）表示，其分贝数为20lg|A od |。
通用型集成运算放大器A od 通常在105左右或用102V/mV 表示，即100dB 左右。
(2)共模抑制比K CMR共模放大倍数A oc 如图2.1所示，A oc =△u o /△u ic 。
共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数A oc 之比的绝对值，即K CMR =|A od /A oc |，常用分贝表示，其数值为20lg K CMR 。
K CMR 越大越好，K CMR 越大对温度影响的抑制能力就越大。
图1.1 集成运算放大器 的符号及外观图2.1 共模放大倍数(3)差模输入电阻r idr id 是集成运算放大器两个输入端之间的差模输入电压变化量与由它所引起的差模输入电流之比。
运算放大器(运放)的应用汇总-学习笔记20191118
运放的应用，原理与电路--学习汇总一、原理1.特性运算放大器又称运放，其实就是一个差分输入、多级、直接耦合、高增益放大电路，用集成电路工艺生产在一个单芯片集成电路中。
它是一种内部为直接耦合的高放大倍数的集成电路，其内部电路可由图①的方框图表示。
它有两个差分输入端，一个或者两个输出端，两个供电电源端。
由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到：Ri≈∞，Ro≈0，A≈∞。
由A≈∞,得到U+≈U-，于是两个输入端可以近似看作短路（称为“虚短”）；如果同向输入端接地，反向输入端与地几乎同电位（称为“虚地”）。
由Ri≈∞可知，输入端电路近似等于0，故可把输入端看作是断路（称之为“虚断”）。
2.注意点1）运放可以放大直流信号，也可以放大交流信号2）运放的供电方式有单电源和双电源；单电源供电无法输出零。
二、应用运放常见电路图1.放大电路工作在线性状态，负反馈1）反相放大器闭环放大器的输入阻抗近似为R12）同相放大器同相放大器的输入阻抗是非常高的Vo=（1+R2/R1）Vin还有一个特殊运用：跟随器/射随器，Rf=0ohm(直连线),放大倍数为1--带载能力强3）差分电路（和差电路）4）求和电路①反相求和②同相求和输出公式为：UO=(1+Rf/R1)[U1×Ri2//Ri3/(Ri1+Ri2//Ri3)+U1×Ri1//Ri3/(Ri2+ Ri1//Ri3)+U1×Ri1//Ri2/(Ri3+Ri1//Ri2)],当Ri1=Ri2=Ri3时，UO=1/3×(U1+U2+U3)×(1+Rf/R1),若取Rf=2Ri1，则UO=U1+U2+U3，是一个完美的加法电路5）积分电路积分电路的用途：①输入为阶跃信号*，输出为累积的电压，常用于功放ALC电路上，如下图7.1.17-a②将方波变为三角波③将三角波变为正弦波④输入正弦波，输出分余弦波，相位相差90°以下为模电书摘要在实用电路中，为了防止低频信号增益过大，常在电容上并联一个电阻加以限制。
运算放大器详细地应用电路(很详细)
§8.1 比例运算电路8.1.1 反相比例电路1. 基本电路电压并联负反馈输入端虚短、虚断特点：反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低输出电阻小，带负载能力强要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差。
如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M2. T型反馈网络（T型反馈网络的优点是什么？）虚短、虚断8.1.2 同相比例电路1. 基本电路：电压串联负反馈输入端虚短、虚断特点：输入电阻高，输出电阻小，带负载能力强V-=V+=Vi，所以共模输入等于输入信号，对运放的共模抑制比要求高2. 电压跟随器输入电阻大输出电阻小，能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小§8.2 加减运算电路8.2.1 求和电路1.反相求和电路2.虚短、虚断特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系3.同相求和电路4.虚短、虚断8.2.2 单运放和差电路8.2.3 双运放和差电路例1:设计一加减运算电路设计一加减运算电路，使 V o=2Vi1+5Vi2-10Vi3 解：用双运放实现如果选Rf1=Rf2=100K，且R4= 100K则：R1=50K R2=20K R5=10K平衡电阻 R3= R1// R2// Rf1=12.5K R6=R4//R5//Rf2= 8.3K例2:如图电路，求Avf，Ri解：§8.3 积分电路和微分电路8.3.1 积分电路电容两端电压与电流的关系：积分实验电路积分电路的用途将方波变为三角波（Vi：方波，频率500Hz，幅度1V）将三角波变为正弦波（Vi：三角波，频率500Hz，幅度1V）（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）思考：输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率200Hz，幅度1V）思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？积分电路的其它用途：去除高频干扰将方波变为三角波移相在模数转换中将电压量变为时间量§8.3 积分电路和微分电路8.3.2 微分电路微分实验电路把三角波变为方波（Vi：三角波，频率1KHz，幅度0.2V）输入正弦波（Vi：正弦波，频率1KHz，幅度0.2V）思考：输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？§8.4 对数和指数运算电路8.4.1 对数电路对数电路改进基本对数电路缺点：运算精度受温度影响大；小信号时exp(VD/VT)与1差不多大，所以误差很大；二极管在电流较大时伏安特性与PN结伏安特性差别较大，所以运算只在较小的电流范围内误差较小。
运放七大应用电路设计
运放七大应用电路设计运放的基本分析方法：虚断，虚短。
对于不熟悉的运放应用电路，就使用该基本分析方法。
运放是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。
1、运放在有源滤波中的应用上图是典型的有源滤波电路（赛伦-凯 电路，是巴特沃兹电路的一种）。
有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减，而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
该电路的设计要点是：在满足合适的截止频率的条件下，尽可能将R233和R230的阻值选一致，C50和C201的容量大小选取一致（两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路），这样就可以在满足滤波性能的情况下，将器件的种类归一化。
其中电阻R280是防止输入悬空，会导致运放输出异常。
滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为 巴特沃兹，单调下降，曲线平坦最平滑； [/*]巴特沃兹低通滤波中 用的最多的是 赛伦凯乐电路，即仿真的该电路。
一个滤波器，要知道其截至频率是多少，或者能写出传递函数和频率响应也可以。
如果该滤波器还有放大功能，要知道该滤波器的增益是多少。
当两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路，在二阶有源电路中引入一个负反馈，目的是使输出电压在高频率段迅速下降。
二阶有源低通滤波电路的通带放大倍数为 1+Rf/R1 ，与一阶低通滤波电路相同；截止频率为注明，m的单位为 欧姆， N 的单位为 u所以计算得出 截止频率为•切比雪夫 ，迅速衰减，但通带中有纹波；•贝塞尔（椭圆），相移与频率成正比，群延时基本是恒定。
[/*]2、运放在电压比较器中的应用电压比较上图是典型信号转换电路，将输入的交流信号，通过比较器LM393，将其转化为同频率的方波信号（存在反相，让软件处理一下就可以），该电路在交流信号测频中广泛使用。
该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。
将输出进行（1+R292/R273）倍的放大，放大倍数越高，方波的上升边缘越陡峭。
运算放大器设计实例
2009年第2期电子制作由运算放大器构成的典型反相放大器与同相放大器结构、放大倍数见图1和图2。
其传输特性曲线见图3和图4。
特别要注意在单电源情况，输入信号不能相对于电源地波动,而需要偏置一定的直流电平(如1/2V CC )。
有的电路图上输入信号相对于模拟地，不能误认为就是电源地。
理论放大倍数有时不能与实际放大倍数相符，其原因可能是：①工作频率太高，运算放大器受增益带宽积限制，如LM324在1MHz 频率下最多放大1倍，100kHz 频率下，即使R F ＝1M Ω，R I =10k Ω,最多放大10倍不会是R F /R I ＝100倍。
②信号太微弱，小于1mV,运算放大器的噪声、失调电压、温度漂移等超过信号。
③信号太强，放大器超过线性范围，输出形成削波失真，幅度比理论上小。
见图3、图4的传输特运算放大器设计实例◆汪仁里图1反相放大器的典型结构图2同相放大器的结构图3反相放大器的传输特性放大倍数K =R F /R I +1=11倍放大倍数K =R F /R I +1=11倍学电子跟我来FO LLO WM E63电子制作2009年第2期图5双端输入转换为单端输出的电路图6单端输入转换为双端输出的电路图4同相放大器的传输特性学电子跟我来FOLLOW ME性曲线的水平部分，就是放大器输出饱和到固定电平，输入幅度再增加，输出幅度不变。
对5V 情况下，输出幅度在1.5~3.5V 。
有一种“Rail to Rail ”中文翻译为“轨至轨”运放，输出幅度几乎与电源相齐。
对5V 情况下，输出幅度在0.1~4.9V 。
④输出负载阻抗太低，例如用LM324做音频放大器驱动耳机或喇叭。
由于运算放大器内部结构的原因，限制了输出电流，显然一般的运放驱动几十毫安的电流是困难的。
同样，R I ，R F 等取值在1k Ω以下，影响实际放大倍数。
⑤信号源内阻太高。
在反相放大器的放大倍数计算中，RI 要加上信号源内阻。
为了使R I 远远大于信号源内阻，使K ＝R F /R I 成立，R F 、R I 要成比例增加，一旦R I >10M Ω,运放的输入电流不可忽略。
详解运放七大应用电路设计
运放的基本分析方法：虚断，虚短。
对于不熟悉的运放应用电路，就使用该基本分析方法。
运放是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。
1、运放在有源滤波中的应用上图是典型的有源滤波电路（赛伦-凯电路，是巴特沃兹电路的一种）。
有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减，而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
该电路的设计要点是：在满足合适的截止频率的条件下，尽可能将R233和R230的阻值选一致，C50和C201的容量大小选取一致（两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路），这样就可以在满足滤波性能的情况下，将器件的种类归一化。
其中电阻R280是防止输入悬空，会导致运放输出异常。
滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为：巴特沃兹，单调下降，曲线平坦最平滑；巴特沃兹低通滤波中用的最多的是赛伦凯乐电路，即仿真的该电路。
一个滤波器，要知道其截至频率是多少，或者能写出传递函数和频率响应也可以。
如果该滤波器还有放大功能，要知道该滤波器的增益是多少。
当两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路，在二阶有源电路中引入一个负反馈，目的是使输出电压在高频率段迅速下降。
二阶有源低通滤波电路的通带放大倍数为 1+Rf/R1 ，与一阶低通滤波电路相同；截止频率为注明，m的单位为欧姆， N 的单位为 u所以计算得出截止频率为切比雪夫，迅速衰减，但通带中有纹波；贝塞尔（椭圆），相移与频率成正比，群延时基本是恒定。
2、运放在电压比较器中的应用上图是典型信号转换电路，将输入的交流信号，通过比较器LM393，将其转化为同频率的方波信号（存在反相，让软件处理一下就可以），该电路在交流信号测频中广泛使用。
该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。
将输出进行（1+R292/R273）倍的放大，放大倍数越高，方波的上升边缘越陡峭。
该电路中还有一个关键器件的阻值要注意，那就是R275，R275决定了方波的上升速度。
运算放大器在实际中的应用
运算放大器在实际中的应用运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的集成电路，广泛应用于各种电子设备和系统中。
它可以对电压、电流和功率进行放大、滤波、求和、积分、微分等运算，是现代电子技术中不可或缺的关键元件之一。
本文将从不同领域的实际应用中，介绍运算放大器的重要作用。
一、信号放大与测量运算放大器最常见的应用就是作为信号放大器。
在测量领域中，运算放大器可以将微弱的信号放大到足够的幅度，以便被后续的电路或仪器进行处理和分析。
例如，在传感器信号采集中，运算放大器可以将传感器输出的微弱电压信号放大到可测量的范围，提高系统的灵敏度和测量精度。
二、滤波器运算放大器还可以用于构建各种滤波器电路，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
滤波器可以滤除不需要的频率成分，提高信号的质量和可靠性。
在音频领域，运算放大器被广泛应用于音频放大器、音频滤波器和音频调节器等电路中，使音乐和语音信号更加纯净和清晰。
三、比较器运算放大器还可以作为比较器使用，用于比较两个输入信号的大小。
当一个输入信号的电压高于另一个输入信号时，输出信号为高电平；反之，输出信号为低电平。
比较器常用于电压判别、开关控制、电路保护等应用中。
例如，在电源管理中，运算放大器可以监测电池电压，当电池电压过低时，触发报警或切断电路以保护电池和设备。
四、积分与微分运算运算放大器还可以实现积分和微分运算。
通过将电容和电阻与运算放大器相结合，可以构建积分器和微分器等电路。
在控制系统中，积分器可以用于控制系统的稳定性和抑制噪声；微分器可以用于快速响应和抑制低频干扰。
例如，在自动控制系统中，运算放大器可以作为PID控制器的核心部件，实现对温度、湿度、速度等参数的精确控制。
五、运算放大器的反馈电路运算放大器的反馈电路是其应用中的重要组成部分。
通过巧妙地构建反馈电路，可以改变运算放大器的增益、频率响应和稳定性等特性。
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1.1运放的典型设计和应用
1.1.1 运放的典型应用
运放的基本分析方法：虚断，虚短。
对于不熟悉的运放应用电路，就使用该基本分析方法。
运放是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、 有源滤波器、
振荡器及电压比较器。
1）运放在有源滤波中的应用
图5.2有源滤波
上图是典型的有源滤波电路（赛伦 -凯 电路，是巴特沃兹电路的一种） 让大于截止频率的信号更快速的衰减，而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
该电路的设计要点是：在满足合适的截止频率的条件下，尽可能将
R233和R230的阻值选一
致，C50和C201的容量大小选取一致（两级 RC 电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路） ，这 样就可以在满足滤波性能的情况下，将器件的种类归一化。
其中电阻
R280是防止输入悬空，会导致运放输出异常。
滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为 巴特沃兹，单调下降，曲线平坦最平滑；
切比雪夫，迅速衰减，但通带中有纹波；
贝塞尔（椭圆），相移与频率成正比，群延时基本是恒定。
2）运放在电压比较器中的应用。
有源滤波的好处是可以
二阶有源低通滤波 电路的画法和截止频率
+5VA
+3.3V
图5.3电压比较
上图是典型信号转换电路，将输入的交流信号，通过比较器 LM393，将其转化为同频率的方波
信号（存在反相，让软件处理一下就可以）
，该电路在交流信号测频中广泛使用。
该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。
将输出进行（1+R292/R273 ）倍的放大，放大倍数越高，方波的上升边缘越陡峭。
该电路中还有一个关键器件的阻值要注意，那就是 R275，R275决定了方波的上升速度。
3）恒流源电路的设计
如图所示，恒流原理分析过程如下:
U5B （上图中下边的运放）为电压跟随器，故 V1 V4；
由运算放大器的虚短原理，对于运放 U4A （上图中上边的运放）有： V3 V5；
而 V5 Vref-V4?R20R 20
R 21 V 4 ；
有以上等式组合运算得：
V2 V1 Vref
当参考电压 Vref 固定为1.8V 时，电阻R30为3.6 k ,电流恒定输出0.5mA 。
该恒流源电路可以设计出其他电流的恒流源，其基本思路就是：
所有的电阻都需要采用高精度
电阻，且阻值一致，用输入的参考电压（用专门的参考电压芯片）比上阻值，就是获得的输出电流
但在实际使用中，为了保护恒流源电路，一般会在输出端串一只二极管和一只电阻，这样做的 好处第一是防止外界的干扰会进入恒流源电路，导致恒流源电路的损坏，二是可以防止外界负载短 路时，不至于对恒流源电路造成损坏。
V3
V2 - 0 ? R 19
/R18 R 19 0;
use
TLC2272AIO
5
4）整流电路中的应用
图5.5 整流电路
上述电路是一个整流电路，将输入的一定频率的脉冲整流成固定的电平电压，再用此电压控制4-20mA电流的输出电流。
该电路功能类似一些DAC功能的接口。
5）热电阻测量电路
图5.6热电阻测量电路
上图的电路是典型的热电阻/电偶的测量电路，其测量思路为：将 1-10mA 的恒流源加于负载,
将会在负载上产生一定的电压，将该电压进行有源滤波处理，处理后在进行信号的调整（信号放大 或衰减），最后
将信号送入 ADC 接口。
当然，如果在一些低成本场合，上述电路图可简化为下电路
图5.7热电阻测量简化电路
6）电压跟随器
在运放的使用中，电压跟随器是一种常见的应用，该电路的好处是：一是减小负载对信号源的 影响；二是提高信号带负载的能力。
B10
PTC+
PTC+ »
TVS7
PTC-
SMBJ8.0CA
该电路应用时，要注意在输入端施加保护，可以并
TVS ，但要注意节电容对测量精度的影响
,
PTC-
C31
80R/0.4A
80R/0.4A
A ^UIIA
5
上图是运用运放实现了电阻分压的功能， 首先用电阻获得需要输出的
电压， 然后用运放对该电 压进行跟随，提高其输出能力。
+3.3VA
图5.8电压跟随器
7）单电源的应用
在运放的实际使用，我们一般为了保持运放的频率特性，一般都采用双电源供电，但有的时候 在实际使用，我们只有单电源的情况，也能实现运放的正常工作。
首先我们运用运放跟随电路，实现一个
VCC/2的分压:
C2274AID
V-
AGND
图5.10单电源的应用
该电路中R66=R67//R68， 信号的输出增益 G=-R67/R68。
具体应用如下图
运放为单+5V_AD 供电，AD 芯片的电压是 3.3V （基准电压芯片 REF3033得到），该3.3V 再电阻 分压和经过运放跟随后得到
1.65V
，给到运放的同相输入端
图5.9分压电路
当然，如果在要求不是很高的场合，我们可以直接电阻分压，获得 特性所在，其动态的响应速度会非常慢，请谨慎使用。
获得+VCC/2后，我们可以用单电源实现信号放大功能，如下图：
+VCC/2,但由于电阻分压的
+VCC
+VCC/2 IN
R66
矇-?—
-a R68 ■
^AA J ?--*■
U+24A
OUT
+VCC
AGND
4
同向放大器的输入端一定要对地加偏置电阻作为直流通路.
上图为典型的同相放大器。
其中，同相输入端的对地电阻R2有两个作用。
第一个作用是通过电阻R2给运放的同相输入端提供一个对地的直流通路，使得运放内部与同相输
入端相连的基极通过电阻R2与负电源构成回路以形成基极电流（参见下图）；。
运放
运放
R2的第二个作用是要保证运放的同相输入端和反相输入端的外电路的对称性,
静态参数的对称性，以充分保证运放差分放大器形式的输入级的共模抑制能力，
足R2=R1 // R f。
或者
故应满
对外接口的运放输入端，要在正负输入管脚并联一个TVS管，防止运放因为输入信号
电压过大产生极性反转，形成寄生假信号输出。
P1
rTO2®5000eiG
■ JORCiiA
&WJOCA
SR6；1
匐KM%
模拟量采集电路
-4-
ZK4S1
—
UQ1A
HC22?4AIO
A^JD AD
差分愴人.址端输出;
伯用抄蛊1.65V.
伯号放大」倍*
HFF1 ew AD AD
图5.11单电源差分输入并放大的应用
1.1.2 运放的应用要点
5.11 中的REF1.65V_AD ,
运放
运放
单电源供电工作的运放一定要加直流偏置（如图
否则运放无法工作.
普通运放不能直接驱动容性负载，若驱动容性负载，必须用电容进行相位补
偿或输出串电阻再接负载•
输出•:&
增益10倍以上的放大器电路，要注意控制运放的GW带宽增益积，防止器件自激。
单电源运放使用中,~+VCC/2虚地点设计―除了直流电位要注意稳压「「（最好选用基准
电压芯片输出该值）外，还要确保低阻抗的交流退耦，即对地并联至少10uF以上的低频
退耦和O.luF以下的高频退耦。
运放芯片基本上都是ESD敏感器件，运用时注意。
未使用的运放（多路运放中多余的通道）的引脚不应该悬空，也不应该将输入接地或接
正负电源。
建议将它接成跟随器的形式（输出接到反相输入），并将同相输入端连接到
电源轨之间的某个电位（双电源系统的地，或电路中
任何电位合适的点）。
也可以将它用作缓冲放大器，把它加在系统中某个并
不是很需要也没有危害的地方。
2附录
参考文献
《模拟电子技术基础》«电子技术》童诗白主编许泽鹏主编
运放运放
运放运放带功率的运放的输出端要对电源和地线使用开关二极管进行钳位保护，是挂接感性负
载时。
在使用多路运放处理多路信号时需要注意, ■勺瞬时变
化
对另一路信号产生串扰，所以，设计时建议不要用一个运放处理多路信号，尽可能一
尤其
运放运放。