运算放大器的工作原理
运放工作原理、分类及各种参数
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。
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。
运算放大器的工作原理运放如图有两个输入端a（反相输入端）,b(同相输入端)和一个输出端o.也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从 a 端高于公共端时,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：运算放大器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。
运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。
对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。
采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。
运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。
经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。
这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。
运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=A0（E1-E2），其中，A0 是运放的低频开环增益（如 100dB，即 100000 倍），E1 是同相端的输入信号电压，E2 是反相端的输入信号电压。
运算放大器工作原理是什么
运算放大器工作原理是什么?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其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益（open-loop differential gai 由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。
因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。
闭环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。
运算放大器振荡原理
运算放大器振荡原理运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种重要的电子器件，广泛应用于各种电路中。
它的振荡原理是指通过调节放大器的反馈网络，使得输入信号在输出端产生振荡。
在理解运算放大器的振荡原理之前，我们先来了解一下运算放大器的基本结构和工作原理。
运算放大器由差分放大器、级联放大器和输出级组成。
它的输入端有一个非常高的输入阻抗，输出端具有低输出阻抗。
通过负反馈，运算放大器的增益可以非常高，达到几十万甚至几百万倍。
当输入信号经过放大后，输出信号可以达到几百伏甚至几千伏的电压。
运算放大器的振荡原理是通过调节反馈网络，使得输出信号反馈到输入端，形成正反馈。
当正反馈增益大于放大器的开环增益时，输出信号将不断增大，形成振荡现象。
具体来说，振荡的条件是反馈网络的相位差为360度且增益大于1。
当满足这两个条件时，运算放大器将出现振荡。
为了更好地理解运算放大器的振荡原理，我们可以通过一个简单的振荡电路来说明。
假设我们使用一个电阻和一个电容构成的反馈网络。
当输入信号经过放大后，输出信号通过电阻R1和电容C1反馈到输入端。
如果反馈信号的相位差为360度且幅度大于输入信号的幅度，输出信号将不断增大，形成振荡。
在实际应用中，运算放大器的振荡现象是不可取的，因为它会导致电路不稳定，甚至损坏电子器件。
因此，在设计电路时，我们需要合理选择反馈电阻和电容，以避免产生振荡。
另外，我们还可以通过增加补偿电路来提高运算放大器的稳定性。
补偿电路可以通过增加电容或电阻来实现，以抑制振荡。
总结起来，运算放大器的振荡原理是通过调节反馈网络，使得输出信号反馈到输入端，形成正反馈。
当满足相位差为360度且增益大于1的条件时，运算放大器将产生振荡。
在实际应用中，我们需要避免振荡现象，通过合理选择反馈电阻和电容，以及增加补偿电路来提高运算放大器的稳定性。
运算放大器作为一种重要的电子器件，其振荡原理的理解对于电路设计和应用具有重要的意义。
运算放大器同相输入端二分之一电压
运算放大器同相输入端二分之一电压文章题目：深度探讨运算放大器同相输入端二分之一电压在电子电路中，运算放大器是一种非常重要的电路元件，它在许多电路中发挥着至关重要的作用。
其中，同相输入端二分之一电压是运算放大器中的一个重要概念，对运算放大器的工作原理和应用有着深远的影响。
本文将深度探讨运算放大器同相输入端二分之一电压的相关知识，并结合个人观点和理解，帮助读者更好地理解和应用这一概念。
一、运算放大器的基本原理1.1 运算放大器的概念运算放大器是一种差分输入、差分输出的电路元件，它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，可用于放大微弱信号、实现滤波、积分、微分等运算。
运算放大器通常具有两个输入端和一个输出端，其中一个输入端为非反相输入端，另一个输入端为反相输入端。
1.2 运算放大器的工作原理运算放大器基于反馈电路的原理工作，利用反馈电路可以调节放大倍数、频率特性等参数。
在运算放大器的反馈电路中，同相输入端二分之一电压起着至关重要的作用，对放大器的稳定性、增益等性能有着重要影响。
二、同相输入端二分之一电压的概念2.1 同相输入端二分之一电压的定义同相输入端二分之一电压是指当运算放大器处于理想工作状态时，同相输入端的电压等于非反相输入端电压与反相输入端电压的一半。
在实际电路中，通过合适的反馈电路设计，可以使运算放大器的同相输入端实现二分之一电压。
2.2 同相输入端二分之一电压的意义同相输入端二分之一电压是运算放大器反馈电路设计中的重要参数，它可以使得运算放大器在闭环状态下具有良好的稳定性和线性特性。
通过控制同相输入端二分之一电压，可以实现对运算放大器增益的精确控制，从而满足不同应用场合对放大器性能的要求。
三、深度探讨同相输入端二分之一电压的影响3.1 同相输入端二分之一电压对放大倍数的影响在反馈电路设计中，同相输入端二分之一电压的改变会直接影响运算放大器的增益。
通过调节反馈电路中的元件参数，可以实现对同相输入端二分之一电压的精确控制，从而实现对放大倍数的调节。
运算放大器电路原理
运算放大器电路原理运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种极为重要的电子元器件，广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、差分输入、单端输出等特点，能够放大电压、电流和功率等信号，并提供微弱信号的放大和处理功能。
本文将介绍运算放大器的基本原理及其电路结构。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一个多元件集成电路（IC），通常由几个晶体管、电阻和电容器等元件组成。
它的核心部分是一个差分放大器，具有高增益特性。
运算放大器的输出电压与输入电压之间的关系可以通过下面的公式表示：Vout = Av (V+ - V-)其中，Vout为输出电压，Av为放大器的开环增益，V+和V-分别为非反相输入和反相输入。
二、运算放大器的电路结构运算放大器的电路图可以简化为以下几个主要部分：1.差动放大器：差动放大器是运算放大器的核心部分，它由两个输入电源、两个输入电容和两个晶体管等电路组成。
它的作用是将输入信号进行差分放大，增益高达几千倍。
2.电流镜：电流镜是一个由晶体管组成的电流源，用于提供稳定的电流输出。
它的作用是保持差动放大器的工作点稳定，使得差动放大器的输出可以线性放大。
3.级联放大器：级联放大器由多个差分放大器组成，用于提高整个运算放大器的放大倍数。
每个差分放大器都会放大之前的放大器的输出信号。
4.反馈网络：反馈网络是运算放大器的重要部分，通过它可以实现对输出信号进行控制和调整。
反馈网络可以分为正反馈和负反馈两种形式，具体的选择取决于应用的要求。
三、运算放大器的应用运算放大器在电子电路中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.信号放大：运算放大器可将输入信号放大到所需的幅度，用于增强微弱信号。
2.滤波：运算放大器可以配合电容器和电阻等元件，构成滤波电路，用于滤除不需要的频率成分，提取特定频率的信号。
3.比较器：运算放大器可以作为比较器使用，用于判断输入信号的大小关系，并输出相应的逻辑电平。
运放工作原理
运放工作原理运放（Operational Amplifier）是一种重要的电子器件，广泛应用于模拟电路和信号处理领域。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，能够对输入信号进行放大、滤波、积分、微分等处理，因此在电子技术中起着非常重要的作用。
首先，我们来了解一下运放的工作原理。
运放是一种差分放大器，它由多个晶体管和电阻器组成。
在运放的内部结构中，有一个差分输入级和一个共模放大级。
差分输入级能够将输入信号进行放大，并将放大后的信号送入共模放大级进行进一步放大，最终输出放大后的信号。
同时，运放还具有负反馈回路，能够稳定放大倍数和输出电压，提高电路的稳定性和线性度。
运放的工作原理可以用简单的数学模型来描述。
假设运放的输入端电压分别为V+和V-，放大倍数为A，则输出电压可以表示为Vo=A(V+-V-)。
其中，V+和V-分别代表运放的正负输入端电压，Vo代表输出端电压。
通过控制V+和V-的电压，可以实现对输出信号的精确控制和调节。
在实际应用中，运放通常需要外部反馈电路的配合才能发挥其作用。
常见的反馈电路有电压反馈和电流反馈两种。
电压反馈是将部分输出电压通过反馈电阻连接到运放的负输入端，从而控制输出电压；电流反馈则是将部分输出电流通过反馈电阻连接到运放的负输入端，从而控制输出电流。
这些反馈电路能够有效地调节运放的增益和频率特性，使其更好地适应各种应用场合。
除了基本的放大功能，运放还可以通过外部电路实现一些特殊的功能。
比如，将运放与电容器和电阻器组成的电路相结合，可以实现积分和微分运算，用于信号的滤波和微分处理。
此外，运放还可以与其他器件组成比较器、振荡器等特殊电路，用于实现各种功能。
总的来说，运放是一种非常重要的电子器件，它的工作原理基于差分放大器和负反馈原理。
通过外部电路的配合，可以实现各种功能，包括放大、滤波、积分、微分、比较等。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的运放型号，并结合合适的外部电路，才能发挥其最大的作用。
运放电路的工作原理
运放电路的工作原理
运放电路是一种常用的电子电路，它可以放大电压信号、电流
信号或功率信号。
运放电路通常由运算放大器（简称运放）和外部
电阻、电容等元件组成。
运放电路的工作原理是利用运算放大器的
高增益特性和反馈原理来实现信号放大、滤波、比较、积分等功能。
运放电路的基本原理是利用运算放大器的高增益特性来放大输
入信号。
运算放大器是一种高增益、差分输入、单端输出的电子元件，它的输入阻抗非常高，输出阻抗非常低，可以理想地放大输入
信号。
运放电路通常由运算放大器、反馈电阻和输入电阻组成。
通
过合理选择反馈电阻和输入电阻的数值，可以实现不同的放大倍数
和功能。
运放电路的工作原理还涉及到反馈原理。
在运放电路中，通过
反馈电阻将部分输出信号反馈到运算放大器的负输入端，从而控制
输出信号。
负反馈可以改善运放电路的线性度、稳定性和频率特性，使其更加可靠和精确。
运放电路可以实现多种功能，如放大、滤波、比较、积分等。
通过合理设计电路结构和选择元件数值，可以实现不同的功能。
例
如，通过串联电阻和电容可以实现滤波功能，通过比较电路可以实
现比较功能，通过积分电路可以实现积分功能。
总之，运放电路是一种常用的电子电路，它利用运算放大器的
高增益特性和反馈原理来实现信号放大、滤波、比较、积分等功能。
合理设计电路结构和选择元件数值可以实现不同的功能。
运放电路
在电子电路中有着广泛的应用，是现代电子技术中不可或缺的重要
组成部分。
运算放大器的工作原理
运算放大器的工作原理
运算放大器是一种电子电路器件，通常用于放大和处理信号。
它的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 输入信号：从输入端引入待放大的信号，通常为电压信号。
2. 输入级：输入信号经过一个输入级，该级通常由一个差动放大器组成。
这个放大器通过增大输入信号的幅度，提供了与输入信号相同的放大倍数。
3. 差动放大器：差动放大器由两个相同但取反的输入端和一个输出端组成。
它的工作原理是通过比较两个输入信号，并放大它们之间的差异。
通过这种方式，差动放大器可以抵消输入信号中的共模噪声，从而提高信号的质量。
4. 中间级：放大后的信号进入一个或多个中间级，每个中间级都由放大器组成。
这些级别进一步增加信号的幅度，并可能对信号进行滤波和调整。
5. 输出级：最终放大后的信号通过输出级输出。
输出级通常由一个功率放大器组成，可以提供足够的功率来驱动负载。
需要注意的是，运算放大器还可以通过外接反馈回路实现各种功能，例如放大、求和、滤波、积分等。
这种反馈回路通过将一部分输出信号返回到输入端，可以控制和调整运算放大器的放大倍数和频率响应。
这使得运算放大器成为了许多电子设备和系统中不可或缺的组成部分。
运算放大器工作原理
运算放大器工作原理运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子器件，它在现代电子电路中有着广泛的应用。
运算放大器的工作原理是基于差分放大器的基础上进行改进和优化，使得它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等优良特性。
本文将从运算放大器的基本原理、内部结构、工作特性以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、基本原理运算放大器是一种差动放大器，它由多个晶体管、电阻、电容等元件组成。
在运算放大器的内部，有两个输入端和一个输出端。
其中一个输入端称为非反相输入端（+），另一个输入端称为反相输入端（-）。
运算放大器的输出端输出的是输入信号的放大值，其放大倍数由运算放大器的增益决定。
运算放大器的工作原理可以用简单的电路模型来描述。
在理想情况下，运算放大器的增益是无穷大的，输入阻抗是无穷大的，输出阻抗是零。
这意味着运算放大器可以放大微小的输入信号，并且不会对输入信号产生影响，同时输出的电压可以根据输入信号的大小进行线性放大。
二、内部结构运算放大器的内部结构非常复杂，一般由多个晶体管、电阻、电容等元件组成。
其中最核心的部分是差分放大器。
差分放大器由两个晶体管和若干电阻组成，它的作用是将输入信号进行放大，并将放大后的信号送入后级放大器进行进一步放大。
在运算放大器的内部，还有许多其他的电路，如反馈电路、偏置电路等，它们都起着至关重要的作用。
三、工作特性运算放大器具有许多优良的工作特性，这些特性使得它在电子电路中有着广泛的应用。
首先，运算放大器具有高增益。
在理想情况下，运算放大器的增益是无穷大，这意味着它可以对微小的输入信号进行高度放大。
其次，运算放大器具有高输入阻抗和低输出阻抗。
这使得它可以接受各种不同的输入信号，并且可以驱动各种不同的负载。
此外，运算放大器还具有良好的线性特性、宽带宽等特点。
四、应用领域由于其优良的工作特性，运算放大器在电子电路中有着广泛的应用。
它可以用于信号放大、滤波、比较、积分、微分等各种电路中。
lm324的工作原理
lm324的工作原理
LM324是一种标准的低功耗四路运算放大器，它广泛应用于
各种电路中。
其工作原理如下：
1. 内部集成电路：LM324由四个独立的运算放大器组成，每
个运算放大器都有两个输入端（非反相输入端和反相输入端）和一个输出端。
2. 输入端：每个运算放大器有两个输入端，非反相输入端
（+IN）和反相输入端（-IN）。
这两个输入端接收输入信号，并进行比较。
3. 运算放大器原理：运算放大器按照差分放大器的原理工作。
当非反相输入端的电压高于反相输入端时，输出电压为高电平，反之，输出电压为低电平。
4. 反馈：LM324的输出端通过反馈电路连接到非反相输入端，以提供放大器的增益。
可以通过改变反馈网络的电阻和电容值来调整放大器的增益。
5. 功耗：LM324具有低功耗特性，非常适合用于低电压、低
功耗应用，如便携式电子设备。
总结而言，LM324运算放大器的工作原理是将输入信号与参
考电压进行比较，并根据比较结果控制输出电压。
电路基础原理简介运算放大器的工作原理和应用
电路基础原理简介运算放大器的工作原理和应用电路基础原理简介：运算放大器的工作原理和应用电路基础是电子工程的核心内容之一。
电路基础原理涵盖了许多方面，包括电流、电压、电阻等概念，以及基本的电路组件和其工作原理。
在电子工程中，运算放大器是一种关键的电路组件，广泛应用于模拟电路和信号处理领域。
本文将介绍运算放大器的工作原理和应用。
运算放大器的工作原理基于放大器的开环和闭环特性。
在开环状态下，运算放大器的输出电压与输入电压之间的比例关系被放大器的增益确定。
然而，在实际应用中，开环状态下的放大器并不稳定，容易产生非线性失真和不可预测的输出。
为了解决这个问题，将运算放大器与反馈电路结合使用，形成了闭环放大器电路。
闭环放大器电路通过将一部分输出信号反馈回输入端，对放大器进行补偿和稳定，实现预期的放大功能。
运算放大器广泛应用于信号处理和控制系统中。
在信号处理方面，运算放大器常用于放大、滤波、混频等操作。
例如，将运算放大器配置为低通滤波器，可以滤除高频噪声，并增强低频信号。
在控制系统方面，运算放大器可以作为比例、积分和微分控制器的核心组件。
通过运算放大器的差分输入和高增益特性，可以实现准确的控制信号放大、测量和反馈。
除了上述的基本功能，运算放大器还可以通过配置不同的反馈网络，实现更复杂的功能。
例如，将运算放大器配置为比较器，可以用于电压比较和开关控制。
将运算放大器配置为振荡器，可以产生不同频率的信号。
此外，运算放大器还可以与其他电路组件，如电容器和电感器等结合使用，构建复杂的电路系统。
然而，运算放大器也存在一些局限性和问题。
例如，运算放大器在实际应用中受到供电电压范围的限制，需要选择合适的电源电压。
此外，运算放大器的频率响应也受到一定的限制，需要根据具体的应用要求进行选择。
总之，运算放大器是电子工程中重要的电路组件之一。
它通过开环和闭环结构，提供了放大、滤波、控制等功能，广泛应用于信号处理和控制系统中。
了解运算放大器的工作原理和应用，对于理解和设计电子电路都有着重要的意义。
最简单讲解运算放大器的工作原理
最简单讲解运算放大器的工作原理运算放大器（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其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益（open-loop differential gai由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。
因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。
闭环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。
运算放大器工作原理
运算放大器工作原理
运算放大器是一种高增益、差分输入的电子放大器，主要用于信号的放大、滤波等处理。
其工作原理可以简单描述如下：
1. 差分输入：运算放大器有两个输入口，即非反相输入端（+）和反相输入端（-）。
信号通过非反相输入端和反相输入端输入，差分输入的电压将决定放大器的输出。
2. 差动放大：运算放大器通过差分放大电路实现信号的差动放大。
差分放大电路由输入级、中间级和输出级组成。
输入级主要负责放大输入信号，中间级进行整流、滤波等处理，输出级将放大后的信号输出。
3. 负反馈：运算放大器通常采用负反馈电路来稳定其增益和线性度。
负反馈电路将输出信号与输入信号进行比较，并通过反馈路径将差异减小，使放大器输出更加稳定和线性。
4. 输入阻抗高：运算放大器的输入阻抗很高，可以忽略输入电流。
这使得运算放大器可以与各种信号源连接而不影响信号源的输出。
5. 输出驱动能力强：运算放大器具有较低的输出阻抗和较高的输出电流能力，能够有效地驱动各种负载。
6. 可调节增益：运算放大器具有可调节的增益，可以通过调节反馈电阻等参数来实现不同的放大倍数。
7. 常用应用：运算放大器在模拟电路中广泛应用，如信号调理、滤波、运算、比较等。
同时，它还可以作为反馈电路中的基本组件，用于构建各种功能的反馈电路。
《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。
运放的工作原理
运放的工作原理
运放是一种基于放大电流的电子器件，它可将微弱的电信号放大到较大的幅度。
运放的工作原理如下：
1. 差分放大：运放的关键部分是差动放大器，它由两个输入端和一个输出端组成。
运放通过差分放大器将两个输入信号进行放大，并将放大后的结果输出。
2. 反馈：运放中常常使用反馈电路来控制放大倍数和稳定工作点。
反馈电路通常通过将一部分输出信号与输入信号进行比较，并将比较结果作为控制信号调整放大倍数。
这样可以使运放输出的信号更准确地符合输入信号，并且提高了稳定性。
3. 输出级：运放的输出级通过电源来提供足够的功率，将放大后的信号输出到负载上。
输出级通常使用功率放大器来提供较大的输出电流和较低的输出阻抗，以便与负载更好地匹配。
4. 负反馈：运放中常使用负反馈机制来降低失真和提高线性度。
负反馈通过将一部分输出信号与输入信号进行比较，并将相差的部分反馈到放大器的输入端，使放大器对输入信号进行更精确的放大。
5. 满足基本运算放大器条件：为了实现良好的放大效果，运放需要满足基本运算放大器条件，包括高开环增益、高输入阻抗、低输出阻抗等。
这些条件使得运放能够在各种电路应用中实现精确的放大功能。
综上所述，运放通过差分放大器、反馈电路、输出级和负反馈机制等组成，实现了对输入信号的放大和控制，从而使得微弱的电信号得以增强并输出到负载上。
最简单讲解运算放大器的工作原理
最简单讲解运算放大器的工作原理运算放大器（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其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益（open-loop differential gai由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。
因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。
闭环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。
运算放大器工作原理
运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，在分析运算放大器工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。
本文收集运放电路的应用电路，希望看完后有所收获。
但是在分析各个电路之前，还是先回忆一下两个运放教材里必教的技能，就是“虚短”和“虚断”。
“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。
“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。
2.运算放大器工作原理经典电路图一图一运算放大器的同向端接地=0V，反向端和同向端虚短，所以也是0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 ……d 求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
3.运算放大器工作原理经典电路图二图二中Vi与V-虚短，则Vi = V- ……a 因为虚断，反向输入端没有电流输入输出，通过R1和R2 的电流相等，设此电流为I，由欧姆定律得：I = Vout/(R1+R2) ……b Vi等于R2上的分压，即：Vi = I*R2 ……c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了。
4.运算放大器工作原理经典电路图三图三中，由虚短知：V- = V+ = 0 ……a 由虚断及基尔霍夫定律知，通过R2与R1的电流之和等于通过R3的电流，故(V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2 = (Vout – V-)/R3 ……b 代入a式，b式变为V1/R1 + V2/R2 = Vout/R3 如果取R1=R2=R3，则上式变为Vout=V1+V2，这就是传说中的加法器了。
运算放大器的工作原理
运算放大器得工作原理放大器得作用：1、能把输入讯号得电压或功率放大得装置，由电子管或晶体管、电源变压器与其她电器元件组成。
用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。
原理：高频功率放大器用于发射机得末级,作用就是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率得要求，然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内得接收机可以接收到满意得信号电平，并且不干扰相邻信道得通信。
高频功率放大器就是通信系统中发送装置得重要组件。
按其工作频带得宽窄划分为窄带高频功率放大器与宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用得选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器得输出电路则就是传输线变压器或其她宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器.高频功率放大器就是一种能量转换器件，它将电源供给得直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路"课程中已知,放大器可以按照电流导通角得不同，运算放大器原理运算放大器（OpeｒatioｎａｌAmplｉｆier，简称OP、OＰA、OPAＭP）就是一种直流耦合﹐差模（差动模式)输入、通常为单端输出（Dｉfferｅntial—iｎ,siｎgｌe—eｎdｅd ｏutput）得高增益（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。
一个理想得运算放大器必须具备下列特性：无限大得输入阻抗、等于零得输出阻抗、无限大得开回路增益、无限大得共模排斥比得部分、无限大得频宽。
最基本得运算放大器如图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）与一个输出端(ＯＰ_O)。
图１-1通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（iｎｖerｔiｎｇinpｕt nｏdｅ）连接,形成一负反馈（negativｅfeｅdback）组态。
原因就是运算放大器得电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路得稳定运作。
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运算放大s得工作原理放大器得作用：仁能把输入讯号得电压或功率放人得装置，由电了管或晶体管■电源变压器与其她电器元件组成。
用在通讯、广播.需达、电视、自动控制等各种装置中。
原理：高频功率放人器用于发射机得末级，作用就是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率得炎求，然后经过天线将其辐射到空间,保证在•定区域内得接收机可以接收到满意得信号电平，并且不干扰相邻信道得通信。
高频功率放大器就是通信系统中发送装置得重要组件。
按其工作频带得宽窄划分为窄带简频功率放人器与宽带高频功率放人器两种，窄带周频功率放人器通常以具有选频滤波作用得选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放人器或谐振功率放人器：宽带简频功率放人器得输出电路则就是传输线变圧器或其她宽带匹配电路，W此又称为非调谐功率放大器•高频功率放人能就是•种能量转换器件，它将电源供给得直流能量转换成为高频交流输出在“低频电r 线路噪程中己知倣人器可以按照电流导通角得不同,运算放人器原理运算放人器（Op e r atio n a 1 AmpI i Pier-简称OP、OPA、OPAMP）就是•种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出（D 1 ffere ntial—in, sing 1 e—ended o utput）得高增益（gain）电压放人器阴为刚开始主耍用于加法，乘法等运算电路中• W而得名••个理想得运算放大器必须具备下列特性：无限人得输入阻抗.等于零得输出阻抗、无限人得开回路增益、无限大得共模計#斥比得部分.无限人得频宽。
最基本得运算放人器如图1-1- 一个运算放人器模组•般包括•个正输入端（OP_P〉、•个负输入端（OP_N〉与•个输出端（0P_0）。
图1・1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。
原因就是运算放人器得电压増益非常大，范圉从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路得稳定运作。
但就是这并不代衣运算放人器不能连接成正回馈（positive f e edbac k ）,相反地，在很多需要产生震荡讯号得系统中，正回馈组态得运算放大器就是很常见得组成元件。
开环回路图1_2开环回路运算放人器开环回路运算放大器如图1-2.当•个埋想运算放人器采用开回路得力式工作时,其输出与输入电压得关系式如下:Vout = ( V+—V-) * Aog其中Aog代农运算放人器得开环回路差动增益(op en—loopdi f feren t iai gai由于运算放人器得开环回路增益非常简，因此就算输入端得差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱与」(saturation)，导致非线性得失真出现•因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中•少数得例外就是用运算放大器做比较器(par a lor),比较器得输出通常为逻辑准位元得「0」与rij闭环负反馈将运算放大器得反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态御状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放人器•闭环放犬器依据输入讯号进入放人器御端点，又可分为反相(1 nverting)放大器与非反相(non- inver t ing)放人器两种.反相I用环放人器如图1-3,假设这个闭环放大器使用理想得运算放人器，则因为其开环增益为无限人，所以运算放人器得两输入端为虚接地(virtual g r ound )，其输曲与输入电压紂关系式如下:Vout = — CRf/Rin) * VinRf图1・3反相闭环放大器非反相闭环放人器如图1・4。
假设这个闭环放大器使用理想得运算放人器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放人器得两输入端电压差几乎为零,其输出与输入电圧得关系式如下: V out = ( (R2/R1) +1) * Vin图1 一非反相闭环放大器闭环正回馈将运算放大器得正向输入端与输出端连接起来，放器电路就处在正回馈得状况，由于正回馈组态工作于i极不稳定得状态，多应用于需要产生菸荡讯号得应用中.理想运放与理想运放条件在分析与综合运放应用电路时，人多数悄况下,可以将集成运放瞧成一个理想运算放人器。
理想运放顾名思义就是将集成运放得各项技术指标理想化。
由于实际运放得技术指标比较接近理想运放，因此由理想化带来得误差非常小，在一般得工程计算中可以忽略.理想运放各项技术指标具体如下:1 -开环差模电压放大倍数Aod =2.输入电阻Rid = 8；输出电阻Rod =03•输入偏g电流IB1=IB2=O ;4•失调电压UI0、失调电流110、失调电圧溫漂.失调电流温漂均为零;5。
共模抑制比CMRR6. —3dB 带宽fH = «7 •无内部干扰与噪声.实际运放得参数达到如下水平即可以按理想运放对待:电压放人倍数达到104-1 0 5倍;输入电阻达到1050=输出电阻小于几百欧姆；外电路中得电流远大于偏置电流：失调电压、失调电流及其温漂很小，造成电路得漂移在允许范圉之内, 电路得稳定性符合要求即可;输入最小信号时，有一定信噪比,共摸抑制比犬于邹于6 0 d B；带宽符合电路带宽要求即可.运算放大器中得虚短与虚断含意理想运放工作在线性区时可以得出二条重要得结论:虚短W为理想运放得电压放人倍数很犬，而运放工作在线性区，就是一个线性放大电路,输出电压不超出线性范围（即有限值），所以,运算放人器同相输入端与反相输入端得电位十分接近相等。
在运放供电电压为±1 5V时,输出得最人值一般在10-13V.所以运放两输入端徉电压差，在ImV以下，近似两输入端短路。
这一特性称为虚短•显然这不就是真正得短路，只就是分析电路时在允许误差范围之内得合理近似.虚断由于运放得输入电阻一般都在几百干欧以上，流入运放同相输入端与反相输入端中得电流十分微小，比外电路中得电流小几个数量级，流入运放得电流往往可以忽略，这相当运放得输入端开路，这•特性称为虚断•显然，运放得输入端不能真正开路・运用“虚短”、^^断”这两个槪念,在分析运放线性应用电路时，可以简化应用电路得分析过程。
运算放大器构成得运算电路均要求输入与输出之间满足一定得函数关系，因此均可应用这两条结论•如果运放不在线性区工作，也就没有”虚短^\ “虚断幷耳特性。
如果测量运放两输入端得电位，达到几亳伏以上，往往该运放不在线性区工作，或者已经损坏.重更指标输入失调电斥UIO一个理想得集成运放，当输入电压为零时，输出电压也应为零（不加调零装置）。
但实际上集成运放得差分输入级很难做到完全对称，通常在输入电压为零时，存在一定得输出电压•输入失调电压就是指为了使输出电压为零而在输入端加得补偿电压。
实际上就是指输入电圧为零时, 将输出电压除以电压放大倍数，折算到输入端得数值称为输入失调电压，即U 10得大小反应了运放得对称程度与电位配介情况・U【0越小越好，其量级在2mV-2 OmV Z间.超低失调与低漂移运放得UIO 一般在WV〜20pV Z间输入失调电流110当输出电压为零时.差分输入级得差分对管展极得新态电流之差称为输入失调电流110 ,即由于信号源内阻得存在J 10得变化会引起输入电压得变化,使运放输出电压不为零° 110愈小，输入级差分对管得对称程度越好，•般约为1 nA~O、IpA.输入偏置电流IIB集成运放输出电压为零时，运放两个输入端静态偏置电流得平均值定义为输入偏置电流,从使用角度来睡，偏置电流小好，由于信号源内阻变化引起得输出电压变化也愈小，故输入偏置电流就是重要得技术指标•-•般IIB约为InA〜0、1 pAo输入失调电压温漂△UI0/AT输入失调电压温漂就是指在规定工作温度范围内，输入失调电乐随温度得变化量与温度变化量得比值。
它就是衡量电路温漂得重要指标,不能用外接调零装置得办法来补偿•输入失调电压温漂越小越好。
•般得运放得输入失调电压温漂在± 1 mV/C〜±20mVrC之间。
输入失调电流温漂△IIO/AT在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度御变化量与温度变化量之比值称为输入失调电流温漂。
输入失调电流温漂就是放大电路电流漂移得量度，不能用外接调零装豐来补偿。
禹质量得运放每度几个pA・最大差模输入电压Uidma x最大差模输入电压Uidma X就是指运放两输入端能承受得最大差模输入电压•超过此电压,运放输入级对管将进入非线性区，而使运放得性能显著恶化，甚至造成损坏-根据工艺不同,Uid max 约为±5V、±3 0 V。
最人共模输入电压Uicmax最大共模输入电压Uicmax就是指在保证运放正常工作条件下，运放所能承受得最人共模输入电圧・共模电压超过此值时，输入差分对管得工作点进入非线性区,放大器失去共模抑制能力, 共模抑制比显著下降•最大共模输入电压Uicmax定义为，标称电源电压下将运放接成电尿跟随器时，使输出电压产生1%跟随俣差得共模输入电压值;或定义为下降6dB时所加得共模输入电压值•开环差模电压放人倍数Aud就是指集成运放工作在线性区、接入规定得负戦，输岀电压得变化量与运放输入端口处得输入电压得变化量之比。
运放得Aud在60〜12 0dB之间。
不同功能得运放,Aud相差悬殊。
差模输入电阻Rid就是指输入差模信号时运放得输入电阻。
Rid越大，对信号源得影响越小，运放得输入电阻Rid-般都在几百千欧以上。
运放共模抑制比KCMR得定义与差分放犬电路中得定义相同.就是差模电压放人倍数与共模电压放人倍数Z比，常用分贝数来农示。
不同功能得运放,KCMR也不相同.有得在60~70dB之间，有得烏达180dB。
KCMR越人，对共模干扰抑制能力越强•开环带宽BW开环带宽又称一3 dB带宽，就是指运算放大器得差模电圧放大倍数Aud在高频段下降3dB所对应得频率fH.单位增益带宽BWG就是指信号频率增加，使Aud下降到1时所对应得频率fT,即Aud 为OdB 时得信号频率fT・它就是集成运放得重要参数・741型运放得rT=7H2.就是比较低得•转换速率SR （压摆率）转换速率SR就是指放人电路在电压放人倍数等于1得条件下，输入人信号（例如阶跃信号）时，放大电路输出电压对时间得最人变化速率，见图7-1-1,它反映了运放对于快速变化得输入信号得响应能力。
转换速率SR徉衣达式为转换速率SR就是在人信号与周频信号工作时得一项重要指标，目前一般通用型运放压摆率在1〜1OV/P $左右。
图7-1—1斥摆率示意图单位增益带宽BWG C f T）共模抑制比KCMR差模输入电阻开坏差模电压放人倍数Aud一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口（Out）与同相、反相两个高阻抗输入端得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. 运放得供电方式分双电源供电与单电源供电两种。