运放噪声——同相放大电路
运放同相放大电路
运放同相放大电路
运放同相放大电路是一种常见的电路，它可以将输入信号放大并输出。
同相放大电路的特点是输入信号与输出信号的相位相同，即输入信号和输出信号都是正弦波，并且它们的相位相同。
这种电路通常用于放大低频信号，例如音频信号。
同相放大电路的核心是运放，也称为运算放大器。
运放是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的电子元件，它可以将微弱的信号放大成较大的信号。
运放有两个输入端和一个输出端，其中一个输入端称为非反馈输入端，另一个输入端称为反馈输入端。
同相放大电路中，反馈输入端和非反馈输入端都连接到输入信号源，输出端连接到负载。
同相放大电路的工作原理是：输入信号经过非反馈输入端进入运放，经过放大后输出到负载。
同时，一部分输出信号通过反馈电路返回到反馈输入端，与输入信号相加后再次进入运放。
这样，输出信号就会不断地被放大，直到达到稳定状态。
同相放大电路的放大倍数由反馈电路的电阻值决定，电阻值越大，放大倍数越大。
同相放大电路的优点是放大倍数稳定、输入阻抗高、输出阻抗低、频率响应好。
它可以用于放大低频信号，例如音频信号，也可以用于放大直流信号。
同相放大电路的缺点是放大倍数受电源电压影响、输出信号有一定的失真、对输入信号的幅度和相位有一定的限制。
同相放大电路是一种常见的电路，它可以将输入信号放大并输出。
同相放大电路的核心是运放，它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的特点。
同相放大电路的优点是放大倍数稳定、输入阻抗高、输出阻抗低、频率响应好，缺点是放大倍数受电源电压影响、输出信号有一定的失真、对输入信号的幅度和相位有一定的限制。
同相放大器结构原理
同相放大器结构原理运放电路被当作运算放大器应用时，必须工作于闭环状态——将OUT 端输出电压引回IN-端构成负反馈通路，如果OUT端与IN-端直接短接，即将输出电压信号全部地引回至反相输入端，则放大器将失掉电压放大能力，处于电压跟随器的工作状态。
1、电路跟随器图1 电压跟随器的电路形式之一以图1中的a电路为例，以输入、输入的原始状态对地电压为0V为静态工作点，分析电压跟随器电路的工作原理。
当放大器同相输入端由原始状态跃升为1V输入信号电压时，因输入端IN+> IN-，Q1开始导通，使输出端向+15V靠近；因输出端反馈信号全部馈回IN-反相输入端的缘故，由放大器脾性可知，至IN-端电压也为1V，两输入端电压相等时，电路进入平衡状态；当IN+端输入负电压信号时，此时因IN－> IN+，Q2导通，使输出电压向-15V靠近，直至两输入端电压相等时，电路进行平衡状态。
由此推知，当IN+端输入电源范围以内的电压信号，其输出端也必然输出相应的相等的输出电压。
由电压跟随器电路，可以找到该电路的两个基本特点：（1）、闭环状态下，当电路达到平衡状态后（实际上，电路的控制速度非常之快，当我们下笔测量时，调整过程已经结束），两输入端电压相等，即其电压差为0V；（2）、针对电压跟随器这个“特型电路”，其三端——两个输入端和输出端电压——是完全相等的。
若有不等，即电路是坏掉的。
上述（1）即教科书中说到的“虚短”概念，适用于一切由运放构成的放大器电路。
那么既然输入、输出电压是完全相等的（即无电压放大作用），添加该级放大器岂不是无用的？答案是否定的。
电压跟随器是一个阻抗变换器，变输入高阻为低阻输出，提高带载能力，置身于前、后级电路之间，起到隔离和缓冲作用。
如MCU信号输出端口输出2V电压信号时，因拉电流能力约1mA左右，无法直接驱动发光二极管，接入电压跟随器后，同样的电压幅度，则具备了驱动发光二极管的能力。
运算放大器噪声介绍(一)
运算放大器电路固有噪声的分析与测量（第二部分）：运算放大器噪声介绍(一)关键词：运算放大器，噪声，测量，频谱密度摘要：噪声的重要特性之一就是其频谱密度。
运算放大器噪声分析方法是根据运放数据表上的数据计算出运放电路峰峰值输出噪声。
噪声的重要特性之一就是其频谱密度。
电压噪声频谱密度是指每平方根赫兹的有效(RMS) 噪声电压（通常单位为nV/rt-Hz）。
功率谱密度的单位为W/Hz。
在上一篇文章中，我们了解到电阻的热噪声可用方程式 2.1 计算得出。
该算式经过修改也可适用于频谱密度。
热噪声的重要特性之一就在于频谱密度图较平坦（也就是说所有频率的能量相同）。
因此，热噪声有时也称作宽带噪声。
运算放大器也存在宽带噪声。
宽带噪声即为频谱密度图较平坦的噪声。
方程式 2.1：频谱密度——经修改后的热噪声方程式。
图 2.1：运算放大器噪声频谱密度。
除了宽带噪声之外，运算放大器常还有低频噪声区，该区的频谱密度图并不平坦。
这种噪声称作 1/f 噪声，或闪烁噪声，或低频噪声。
通常说来，1/f 噪声的功率谱以 1/f 的速率下降。
这就是说，电压谱会以 1/f(1/2 ) 的速率下降。
不过实际上，1/f 函数的指数会略有偏差。
图 2.1 显示了典型运算放大器在 1/f 区及宽带区的频谱情况。
请注意，频谱密度图还显示了电流噪声情况（单位为 fA/rt-Hz）。
我们还应注意到另一点重要的情况，即 1/f 噪声还能用正态分布曲线表示，因此第一部分中介绍的数学原理仍然适用。
图 2.2 显示了1/f 噪声的时域情况。
请注意，本图的 X 轴单位为秒，随时间发生较慢变化是1/f 噪声的典型特征。
图 2.2：时域所对应的 1/f 噪声及统计学分析结果。
图 2.3 描述了运算放大器噪声的标准模型，其包括两个不相关的电流噪声源与一个电压噪声源，连接于运算放大器的输入端。
我们可将电压噪声源视为随时间变化的输入偏移电压分量，而电流噪声源则可视为随时间变化的偏置电流分量。
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
运放的噪声特性和放大电路的噪声分析
也只规定 了 电压 噪声 的参 数 作 为电压性 噪声 的参数在数
２１年 第１ 期 ＜６ ００ １ 、 ◇
域．分别用下面的方法换算成有效值。然后再用两个有效
值的平方 和开平 方根 的方法 求 出总噪声 。
ｌＮ ＝ ． ／ Ｏ １ ２ 、 ９ｘ ０ ２ ￣ ｓ２ 、 ｌ５ ＝ ． ／９ １ ２ － ２
Ｅ￣ Ｇｎ・ ｏ ＝ Ｖｎ
五 、 目标 信 噪 比特 性 的噪 声 电平
表２ 相对 于基 准信 号 电平 １ｒ ｓ Ｖｍ 一般 的线 是 Ｖ ｍ 和２ ｒ ｓ（
路输出电平）在达到一定 的信噪比 （Ｎ ）时，信噪比与 ＳＲ
噪声 电压 有效值 之间 的对应关 系 由表 中的数值 可知 ．希 望得到 的信噪 比的数值 不同 ．要求 的输入 端噪声 电压有效 值 的数值 也完 全 不 同。例 如以２ ｒ ｓ Ｖｍ 的信 号为例 ．信 噪 比 为１０ Ｂ 的噪声 电压容许 值２ １ ｒｓ ０ｄ 时 ０ Ｖ ｍ 在Ｓ ＝ ２ｄ ￣样 ｘ ／ １０ Ｂ ｌ Ｎ ｉ 的超低噪 声特性 时噪声 电压 的容许 值为２ Ｖｍ １ ｒｓ ￣ 对 于一般 的音 频用运 算放 大器 来说 ．要 实现 １０ Ｂ ０ｄ 的
运放的噪声特性和放大电路的噪声分析
口张
运算 放 大 器集 成 电路 是 在模 拟 电路 中 ．包 括音 频 应
用 电路 在 内应 用最 为广 泛 、普及 度很 高的放 大器件 由于
达
据表 中有两种 表示方 法 ，一种 是噪声 频谱密 度 ．另一种 是 噪声 有效 值 表 １ 是集 成运 算放 大 器噪声 参数 的表 示方 法 的例 子 。在 该 表 中对 噪 声频 谱 密 度 和噪 声有 效 电压 都 同 时做 了规 定 。但 是对 于 一些 不针 对音 频应 用 的型号来 说 ． 有的并不 规定 噪声有效 值 只给出噪声 频谱密 度
运放 正负输入 同相放大电路-概述说明以及解释
运放正负输入同相放大电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分主要介绍本文将要讨论的主题，即运放正负输入同相放大电路。
运放（Operational Amplifier, 简称Op-Amp）是一种重要的电子器件，广泛应用于各个领域的电路设计中。
正负输入放大电路是运放电路中最基本的一种电路结构，也是常见的放大电路之一。
正负输入放大电路的特点是具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益和良好的线性度。
在正负输入放大电路中，运放的正输入端和负输入端分别连接外部信号源和反馈电阻，通过这种方式实现对输入信号的放大。
同相放大电路是指正输入端和负输入端通过反馈电阻连接，具有相同的放大倍数。
本文将从运放的基本原理和正负输入放大电路的工作原理两个方面进行详细的介绍。
首先介绍运放的基本原理，包括运放的基本构成和工作原理。
然后，详细讨论正负输入放大电路的工作原理，包括放大电路的输入输出特性和性能指标。
同时，还将探讨正负输入放大电路的应用领域和展望。
通过本文的学习，读者将能够全面了解运放正负输入同相放大电路的特点和工作原理，为实际电路设计和应用提供参考。
同时，对于进一步扩展运放电路的设计和应用领域也将有所启发。
文章结构部分的内容如下：文章结构如下所示：第1章引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的第2章正文2.1 运放的基本原理2.2 正负输入放大电路的工作原理第3章结论3.1 总结运放正负输入同相放大电路的特点3.2 对运放正负输入同相放大电路的应用展望本文共分为三个章节，其中引言部分主要介绍本文的背景和目的，正文部分详细阐述了运放的基本原理和正负输入放大电路的工作原理。
结论部分对运放正负输入同相放大电路的特点进行总结，并展望了其在实际应用中的潜力。
通过这样的章节划分，读者可以更加清晰地了解文章的结构和内容。
1.3 目的本文旨在探讨运放正负输入同相放大电路的工作原理和特点，以及对它的应用展望。
首先，我们将介绍运放（运算放大器）的基本原理，包括其输入电压和输出电压之间的关系，并解释其放大和反相放大功能。
噪音测试仪设计-课程设计
噪音测试仪设计摘要：本文提出了一个噪音测试仪的设计方案，此测试仪能将外界噪声经过传声器转换成电信号。
由运放LM324构成三级放大电路，峰值检波网络输出直流电平反应了噪声声压的大小。
由LM331构成电压/频率转换电路，输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的T0管脚，作为T0的计数脉冲。
系统的核心部分是单片机AT89C51，其3.5引脚接入NE555构成的定时器输出的方波，通过T1中断去控制T0定时计数。
从T0端输入的计数脉冲频率即反应了所测声压大小。
最后经CC4511译码再驱动三位LED数码管显示。
本设计的优点是电路简单、精度较高、实用性较强。
关键词：噪声测试仪，传声器，电压/频率，AT89C51，LEDAbstract:This paper presents a design of noise tester, this tester can outside noise through the microphone into electrical signals. Posed by the three op amp LM324 amplifier, peak detector network output DC level response to the size of the noise sound pressure. Constituted by the LM331 V/F converter, the output frequency signal into a TTL level to give the microcontroller T0 pin count as the T0 pulse. Core of the system is the microcontroller AT89C51, the 3.5 pin access NE555 timer output consisting of a square wave, through the T1 T0 timer interrupt to control the count. T0-ended input count from the pulse frequency that reflects the size of the measured sound pressure. CC4511 decoding and then drive the final three by the LED digital display. This design has the advantage of simple circuit, high precision and strong practicability.Keywords:Noise tester, microphone,V/F, AT89C51, LED目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1驻极体传声器 (4)3.2集成四运放LM324 (4)3.3峰值检波电路 (5)3.4LM331频率电压转换器 (6)3.5NE555构成的方波输出电路 (7)3.6CC4511译码驱动电路 (8)3.7七段发光二极管数码管 (9)4 软件设计 (10)5 系统技术指标及精度和误差分析 (12)6 结论 (13)7 设计小结 (14)8 参考文献 (15)附录1：电路总图 (16)附录2：电路仿真图 (17)附录3：软件代码 (18)1 前言随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展，以及人口密度的增加，家庭设施（音响、空调、电视机等）的增多，环境噪声日益严重，它已成为污染人类社会环境的一大公害。
运放参数详解,超详细
运放参数的详细解释和分析1—输入偏置电流和输入失调电流一般运放的datasheet中会列出众多的运放参数，有些易于理解，我们常关注，有些可能会被忽略了。
在接下来的一些主题里，将对每一个参数进行详细的说明和分析。
力求在原理和对应用的影响上把运放参数阐述清楚。
由于本人的水平有限，写的博文中难免有些疏漏，希望大家批评指正。
第一节要说明的是运放的输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .众说周知，理想运放是没有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .的。
但每一颗实际运放都会有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .我们可以用下图中的模型来说明它们的定义。
输入偏置电流Ib是由于运放两个输入极都有漏电流（我们暂且称之为漏电流）的存在。
我们可以理解为，理想运放的各个输入端都串联进了一个电流源，这两个电流源的电流值一般为不相同。
也就是说，实际的运入，会有电流流入或流出运放的输入端的（与理想运放的虚断不太一样）。
那么输入偏置电流就定义这两个电流的平均值，这个很好理解。
输入失调电流呢，就定义为两个电流的差。
说完定义，下面我们要深究一下这个电流的来源。
那我们就要看一下运入的输入级了，运放的输入级一般采用差分输入（电压反馈运放）。
采用的管子，要么是三级管bipolar，要么是场效应管FET。
如下图所示，对于bipolar,要使其工作在线性区，就要给基极提供偏置电压，或者说要有比较大的基极电流，也就是常说的，三极管是电流控制器件。
那么其偏置电流就来源于输入级的三极管的基极电流，由于工艺上很难做到两个管子的完全匹配，所以这两个管子Q 1和Q2的基极电流总是有这么点差别，也就是输入的失调电流。
Bipol ar输入的运放这两个值还是很可观的，也就是说是比较大的，进行电路设计时，不得不考虑的。
而对于FET输入的运放，由于其是电压控制电流器件，可以说它的栅极电流是很小很小的，一般会在fA级，但不幸的是，它的每个输入引脚都有一对ESD保护二极管。
运算放大器电路中固有噪声的分析与测量
运算放大器电路中固有噪声的分析与测量(一)[日期：2007-1-29] 来源：21IC中国电子网作者：德州仪器公司高级应用工程师 Art Kay[字体：大中小]第一部分：引言与统计数据评论我们可将噪声定义为电子系统中任何不需要的信号。
噪声会导致音频信号质量下降以及精确测量方面的错误。
板级与系统级电子设计工程师希望能确定其设计方案在最差条件下的噪声到底有多大，并找到降低噪声的方法以及准确确认其设计方案可行性的测量技术。
噪声包括固有噪声及外部噪声，这两种基本类型的噪声均会影响电子电路的性能。
外部噪声来自外部噪声源，典型例子包括数字开关、60Hz 噪声以及电源开关等。
固有噪声由电路元件本身生成，最常见的例子包括宽带噪声、热噪声以及闪烁噪声等。
本系列文章将介绍如何通过计算来预测电路的固有噪声大小，如何采用 SPICE模拟技术，以及噪声测量技术等。
热噪声热噪声由导体中电子的不规则运动而产生。
由于运动会随温度的升高而加剧，因此热噪声的幅度会随温度的上升而提高。
我们可将热噪声视为组件（如电阻器）电压的不规则变化。
图 1.1 显示了标准示波器测得的一定时域中热噪声波形，我们从图中还可看到，如果从统计学的角度来分析随机信号的话，那么它可表现为高斯分布曲线。
我们给出分布曲线的侧面图，从中可以看出它与时域信号之间的关系。
图 1.1: 在时间域中显示白噪声以及统计学分析结果热噪声信号所包含的功率与温度及带宽直接成正比。
请注意，我们可简单应用功率方程式来表达电压与电阻之间的关系（见方程式1.1），根据该表达式，我们可以估算出电路均方根 (RMS) 噪声的大小。
此外，它还说明了在低噪声电路中尽可能采用低电阻元件的重要性。
方程式 1.1：热电压方程式 1.1 中有一点值得重视的是，根据该表达式我们还可计算出 RMS 噪声电压。
在大多数情况下，工程师希望了解―最差条件下噪声会有多严重？‖换言之，他们非常关心峰峰值电压的情况。
如果我们要将 RMS 热噪声电压转化为峰峰值噪声的话，那么必须记住的一点是：噪声会表现为高斯分布曲线。
运算放大器噪声增益
运算放大器噪声增益
在我们平常的设计中很少用到噪声增益这个概念，由于它通常并不是多么的重要，忽视它对我们的设计也不会造成太大的影响，所以我们很少考虑它。
但是有些时候我们经常在这个问题上出错，这时我们就要仔细考虑一下了。
来看这样的一个电路：
首先我们把两个开关都拨到上面的时候称为CASE1，都拨到下面的时候称为CASE2。
这也就是我们平常所说的同相放大电路和反向放大电路。
在CASE1的状况下,信号增益为1+R1/R2,在CASE1的状况下,信号增益为-R1/R2,这两个电路的反馈是一样的，反馈系数都是R2/(R1+R2)，所以他们的噪声增益都是(R1+R2)/R2。
而增益带宽积的表达式为GBP=Gn*B,所以两种状况下的带宽是一样的。
这里我们可以看出，这对反向放大器是很不利的。
信号放大了R1/R2倍，带宽却减小了1+R1/R2倍。
所以当我们在设计运放电路时，在增益带宽积的问题上只考虑电路的噪声增益就可以了，而与电路的放大模式无关。
分析模拟电路必需熟悉到：什么增益、稳定性、带宽之类，都是电路自身的内因,而输入信号一类的是外因。
所以同相放大器和反相放大器其实是一个电路，两者的带宽其实应当完全一样，那一点点
差异是别的缘由。
同相放大器和反相放大器归一，才有了所谓的噪声增益。
运放电路：同相放大还是反相放大？
运放电路：同相放大还是反相放大？
电子电路中的运算放大器，有同相输入端和反相输入端，输入端的极性和输出端是同一极性的就是同相放大器，而输入端的极性和输出端相反极性的则称为反相放大器。
图一运放的同向端接地=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-)/R1a
流过R2的电流：I2=(V--Vout)/R2b
V-=V+=0c
I1=I2d
求解上面的初中代数方程得
Vout=(-R2/R1)*Vi
这就是传说中的反相放大器的输入输出关系式了。
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*R2c
由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2，这就是传说中的同相放大器的公式了。
集成运算同相放大器和反相放大器的选择[2]
运算放大器可以接成同相放大也可以接成反相放大，那使用同相放大好还是。
运放 正负输入 同相放大电路
运放正负输入同相放大电路全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：运放是一种广泛应用于信号放大电路中的器件，它具有高输入阻抗、低输出阻抗、高放大增益和较宽的带宽等优点。
在许多电子电路中，通常会采用运放来实现信号的放大和处理。
正负输入同相放大电路是一种常见的运放应用电路之一，适用于需要将输入信号放大的场合。
正负输入同相放大电路的原理是将运放的正输入端和负输入端连接在一起，共同接收输入信号，通过运放的放大作用使输出信号得到放大。
该电路的放大倍数与反馈电阻和输入电阻的比值有关，可以通过调节反馈电阻和输入电阻的数值来调整放大倍数。
正负输入同相放大电路在实际应用中具有广泛的用途，常用于音频放大、信号处理、仪器测量等领域。
在音频放大器中，正负输入同相放大电路可以将输入音频信号放大到合适的水平，输出给扬声器进行声音放大；在仪器测量中，该电路可以将微弱的测量信号放大到可以被测量仪器识别和分析的水平。
需要注意的是，在设计和搭建正负输入同相放大电路时，要充分考虑元件参数的选择和布局、电路的稳定性和可靠性等因素，以确保电路的性能和可靠性。
还需遵循相关的安全规范和标准，确保电路的安全性和可靠性。
第二篇示例：运放是一种广泛应用于电子电路中的集成功率器件，常用于信号放大、滤波、积分、微分等各种电路中。
在运放应用中，正负输入同相放大电路是一种常见设计，它能够实现信号的放大，并对输入信号进行增益控制。
正负输入同相放大电路的基本原理是利用运放的高输入阻抗和大增益，将输入信号放大，并输出到负载端。
该电路中正负输入端连接在一起，被称为同相输入，即输入信号同时进入正输入端和负输入端。
正负输入同相放大电路的增益由反馈电阻决定，可以通过调整反馈电阻的数值来实现对输入信号的增益控制。
正负输入同相放大电路的特点是放大率高，抗干扰能力强，同时还能够实现输出端与输入端的同相性。
这种电路适用于信号放大、滤波等各种应用场景中。
在信号处理中，常常需要将低电平信号放大到适合的范围，而正负输入同相放大电路可以很好地实现这一目的。
运放同相反相
运放同相反相摘要：一、运放的定义和作用二、运放的同相放大和反相放大原理三、如何选择合适的运放放大电路四、运放在实际应用中的案例分析正文：在电子电路设计中，运算放大器（简称运放）是一种非常常见的元件。
它具有广泛的应用，如信号放大、滤波、模拟计算等。
运放的两大关键特性是可放大信号和提供负反馈。
本文将介绍运放的同相放大和反相放大原理，以及如何选择合适的运放放大电路。
一、运放的定义和作用运算放大器，简称运放，是一种具有较高放大倍数和较低输入阻抗的线性电路。
它有两条输入端（非反相输入端和反相输入端）和一条输出端。
运放在电路设计中的作用主要是放大输入信号、生成输出信号、实现滤波和模拟计算等功能。
二、运放的同相放大和反相放大原理1.同相放大：当非反相输入端的电压高于反相输入端电压时，运放输出电压与非反相输入端电压同相。
此时，运放处于同相放大状态。
在同相放大过程中，运放的放大倍数取决于电阻比值。
2.反相放大：当非反相输入端的电压低于反相输入端电压时，运放输出电压与反相输入端电压相反。
此时，运放处于反相放大状态。
在反相放大过程中，运放的放大倍数同样取决于电阻比值。
三、如何选择合适的运放放大电路1.确定放大倍数：根据实际需求，选择合适的放大倍数。
一般情况下，运放的放大倍数在10^4至10^6倍之间。
2.选择输入和输出阻抗：根据负载电阻和输入信号源的阻抗，选择合适的运放输入和输出阻抗。
较低的输入阻抗有助于减小信号源的影响，而较高的输出阻抗有助于降低负载电阻的影响。
3.考虑带宽和噪声：根据信号的频率特性和系统要求，选择具有合适带宽和噪声的运放。
带宽越宽，运放在高频响应下的性能越好；噪声越低，运放的输出信号质量越高。
4.电源电压和功耗：根据电源电压和系统功耗要求，选择适合的运放。
一般情况下，运放的电源电压越低，功耗越小。
四、运放在实际应用中的案例分析1.信号放大：在音频放大器、视频放大器等场合，运放可以将输入信号放大到合适的幅度，以满足后续电路和设备的需求。
同相放大电路反相放大电路
2.1 集成电路运算放大器
1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图
•同相反相双输入端 •总放大倍数为三级放大倍数之积
•正负双电源供电 •三级（多级）放大
2.3.1 同相放大电路
3. 虚假短路 图中输出通过负反馈的作用，使 vn自动地跟踪vp， 即vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。这 种现象称为虚假短路，简称虚短
由于运放的输入电阻ri很大，所以，运放两பைடு நூலகம்入端之间的 ip＝-in ＝ (vp－vn) / ri ≈0，这种现象称为虚断。
由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念，是分析由 运放组成的各种线性应用电路的利器，必须熟练掌握。
•最后一级为功放，电压放大倍数为1 •单一输出端
2.1 集成电路运算放大器
1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图
差分电路输入电阻 大,抗干扰能力强,前 放的放大倍数不要
使放大倍数 达到要求
能够驱动负 载一般用跟
太大,要求低噪声.
三级放大的特点
随器适当选 择输出功率
则 （vP－vN）0 vO＝Avo(vP－vN) 理想：ri≈∞
4. 输入电阻ri的阻值很高
ro≈0
使 iP≈ 0、iN≈ 0
Avo→∞
5. 输出电阻很小， ro ≈ 0
vo＝Avo(vp－vn)
2.3 基本线性运放电路
2.3.1 同相放大电路 2.3.2 反相放大电路
2.3.1 同相放大电路
运放噪声问题
运放的噪声；问：有关运算放大器的噪声？答：首先，必须注意到运算放大器及其电路中元器件本身产生的噪声与外界干扰或无用信号并且在放大器的某一端产生的电压或电流噪声或其相关电路产生的噪声之间的区别。
干扰可以表现为尖峰、阶跃、正弦波或随机噪声而且干扰源到处都存在：机械、靠近电源线、射频发送器与接收器、计算机及同一设备的内部电路(例如，数字电路或开关电源)。
认识干扰，防止干扰在你的电路附近出现，知道它是如何进来的并且如何消除它或者找到对付干扰的方法是一个很大的题目。
如果所有的干扰都被消除，那么还存在与运算放大器及其阻性电路有关的随机噪声。
它构成运算放大器的控制分辨能力的终极限制。
我们下面的讨论就从这个题目开始。
问；有关运算放大器的随机噪声。
它是怎么产生的?答：在运算放大器的输出端出现的噪声用电压噪声来度量。
但是电压噪声源和电流噪声源都能产生噪声。
运算放大器所有内部噪声源通常都折合到输入端，即看作与理想的无噪声放大器的两个输入端相串联或并联不相关或独立的随机噪声发生器。
我们认为运算放大器噪声有三个基本来源：·一个噪声电压发生器(类似失调电压，通常表现为同相输入端串联)。
·两个噪声电流发生器(类似偏置电流，通过两个差分输入端排出电流)。
·电阻噪声发生器(如果运算放大器电路中存在任何电阻，它们也会产生噪声。
可把这种噪声看作来自电流源或电压源，不论哪种形式在给定电路中都很常见)。
运算放大器的电压噪声可低至3 nV/Hz。
电压噪声是通常比较强调的一项技术指标，但是在阻抗很高的情况下电流噪声常常是系统噪声性能的限制因素。
这种情况类似于失调，失调电压常常要对输出失调负责，但是偏置电流却有真正的责任。
双极型运算放大器的电压噪声比传统的FET运算放大器低，虽然有这个优点，但实际上电流噪声仍然比较大。
现在的FET运算放大器在保持低电流噪声的同时，又可达到双极型运算放大器的电压噪声水平。
问：电压噪声达到3 nV/Hz的单位是怎么来的?它的含义如何?答：让我们讨论一下随机噪声。
集成运放放大电路的噪声分析
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈ ｓａ ｔｃ ｅ ａ ｅ ｎ ｓ ｐ ｒ ｏ ｉｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍ ｎ ｑ ｉ ａ ｅ ｔｎ ｉｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ｃｒ ｕ ｔｔ ｅ ｒ — ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ｒ ｉ ｌ ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｅ ｐ ｓｔ ｈ ｏ ｅ ａ ｄ ｅ ｕ ｖ ｌ ｎ ｏ ｓ ｌｃ ｒ ｎ ｃ ｉｃ ｉ ｈ ｏ ｙ ｗｅｅ ｏ
关键词 ： 成运放 ； 集 噪声 ； 馈 反 中 圈分 类 号 ： ＴＮ７ ２３ ２． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８ ０ ８ （０ ６ Ｏ 一Ｏ ４ 一Ｏ １０ － ６ ６２ ０ ）２ Ｏ １ ３
Ｎｏ ｓ ａ ｙ ｉ ｆＯｐｅ ａ ｉ ｎａ ｉｅ Ａｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｒ ｔｏ ｌＡｍ ｐｌｆ ｒ Ｃｉ ｃ ｉｓ ｉｅ ｒ ｕ ｔ
集成 运放 构成 的放 大 器 ， 注 意 如何 减 少 反 馈 电 阻 要 的噪 声 贡献 。如 图 １ 示 的反相 放 大器 ， 所 Ｒ 为信 号
源 电阻 ， 为 反馈 电 阻 ， 是 为 了减 少 失 调 和 漂 移 Ｒ Ｒ
些用于微弱信号检 测的高性能专用 集成运放。但 是 ， 低 噪声 电路 中除 了要选用 低 噪声元 器件 ， 在 还应 合理设计电路 ， 使电路的低噪声性能达到最佳 。 用单 片集成 运放 加上 简单 的外 部 电阻可 以构成 同相 放大 电路 和反相 放大 电路 。它们 是集 成运 放作 为放 大元件 使用 的两 个 基本 电路 。下面讨 论 反相 与 同相 放大 电路 的噪声 ， 确定 它们 不 同 的应 用场 合 ， 为
（ 军工程 大学 电子 工程 学院 ，湖 北 武汉 ４ ０ ３ ） 海 ３ ０ ３
摘 要 ： 根据叠加原理与噪声 等效 电路理论 ， 推导出集成运放同相放大电路 和反相放大电路的噪声系数计算公式 ， 并分析了反馈 网络对 集成运 放放大电路的噪声贡献 ， 给出忽略反馈 电阻热噪声的条件 。
同相运放放大电路
同相运放放大电路同相运放放大电路是一种常见的电子电路，它能够将输入信号放大并输出。
在现代电子技术中，同相运放放大电路被广泛应用于各种电子设备中，例如音频放大器、信号处理器等。
本文将对同相运放放大电路的原理、结构和应用进行详细介绍。
一、同相运放放大电路的原理同相运放是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的电子器件。
它由差分放大器和输出级组成，差分放大器是核心部分，能够将微弱的输入信号放大成较大的输出信号。
在同相运放放大电路中，输入信号通过输入端进入差分放大器，经过放大后再通过输出级输出。
差分放大器通过负反馈的方式使得输入端和输出端之间的电压保持稳定，从而实现输入信号的放大。
同相运放放大电路由输入端、差分放大器、输出级和电源组成。
输入端通常是一个虚拟接地点，用于接收外部输入信号。
差分放大器由一个差动对输入级和一个共射放大器组成，差动对输入级负责将输入信号进行差分放大，而共射放大器则负责将差分放大后的信号放大到足够的幅度。
输出级则将放大后的信号通过输出端输出。
电源为电路提供工作所需的电能。
三、同相运放放大电路的应用1. 音频放大器：同相运放放大电路广泛应用于音频放大器中。
它能够将微弱的音频信号放大成足够大的信号，从而驱动扬声器发出声音。
音频放大器在家庭音响、汽车音响等领域有着广泛的应用。
2. 信号处理器：同相运放放大电路还可以用于信号处理器中。
信号处理器能够对输入信号进行滤波、增益调节、相位调节等处理，从而得到符合要求的输出信号。
在通信系统、音频处理等领域，信号处理器是不可或缺的组成部分。
3. 传感器接口：同相运放放大电路还可以用于传感器接口电路中。
传感器接口电路能够将传感器输出的微弱信号放大到适合后续处理的幅度。
在工业控制、仪器仪表等领域，传感器接口电路起着至关重要的作用。
四、总结同相运放放大电路是一种常见的电子电路，它能够将输入信号放大并输出。
本文对同相运放放大电路的原理、结构和应用进行了详细介绍。
运放噪声――反馈会有什么影响呢？
运放噪声――反馈会有什么影响呢？上个月我们研究了同相放大器的噪声，但是我忽略了反馈网络带来的噪声问题。
一位读者向我提出疑问，并希望得到更多详细信息。
那么，在图1中R1和R2带来的噪声是多少呢? 反相输入端带来的噪声包含反馈电阻的热噪声和运放的电流噪声在反馈电阻上引起的电压噪声。
这些噪声源在输出端带来的噪声可以使用下列几个运放最基本的知识来估计： -R1的热噪声电压通过电路的反相增益-R2/R1放大到输出端。
-R2带来的热噪声直接输出到运放的输出端。
-反相输入端的电流噪声流过R2，在运放的输出端带来IN*R2的噪声。
这些噪声源是不相关的，所以它们可以平方根的方式求和。
但是有更直观的方法来看待这个问题。
如果这些噪声源都是在运放的同相输入端将会非常方便。
输出噪声除以同相放大增益，这种归类到输入端(RTI)的方法可以方便地比较噪声源和输入信号。
反相输入端的噪声与R1和R2的并联值有关。
当归类到同相输入端时，R1和R2叠加起来的热噪声归类到输入端(RTI)噪声等于R1和R2并联电阻的热噪声。
反相输入端的电流RTI噪声等于IIN*(R1||R2)。
这些都与R1||R2相关。
这个结果揭示了一个重要的低噪声设计因素。
使(R1||R2) 在高增益时，可以很容易地得到较低的并联电阻。
R1可以远小于RS且R2可以很大。
在中等增益时，要得到较低的并联电阻变得较难。
增益为2(R1等于R2时)是最差的情况。
举个例子，如果你希望得到100欧姆的并联电阻，R1和R2需要为200欧姆。
同相运放放大电路
同相运放放大电路同相运放放大电路是一种常用的电子放大器，它可以将输入信号放大到更高的电压或电流。
同相运放（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种差动输入、高增益、直流耦合的电子放大器，具有极高的输入阻抗和低输出阻抗。
它广泛应用于模拟电路和信号处理中。
同相运放放大电路通常由一个同相运放和几个电阻组成。
其中，输入信号通过电阻网络输入到同相运放的非反馈输入端，而反馈信号则通过电阻网络输入到同相运放的反馈输入端。
通过调整电阻的数值，可以实现对输出信号的放大倍数和相位关系的控制。
同相运放放大电路有两种基本的放大模式：非反馈放大和反馈放大。
非反馈放大是指将输入信号直接输入到同相运放的非反馈输入端，输出信号则从同相运放的输出端获取。
这种方式可以实现对输入信号的放大，但放大倍数有限。
反馈放大是指将一部分输出信号通过电阻网络反馈到同相运放的反馈输入端，形成闭环放大电路。
这种方式可以实现更高的放大倍数和更好的线性特性。
反馈放大电路通常分为三种类型：电压反馈放大、电流反馈放大和混合反馈放大。
其中，电压反馈放大电路是最常见的一种。
电压反馈放大电路通过将输出电压与输入电压之间的差异放大，从而实现对输入信号的放大。
它通常由一个电阻和一个电容组成。
电阻用来调节放大倍数，电容则用来滤除高频噪声。
这种放大电路具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗，能够适应不同的输入和输出要求。
同相运放放大电路在实际应用中有广泛的用途。
例如，在音频放大系统中，它可以放大音频信号，使其能够驱动扬声器产生更大的声音。
在测量仪器中，它可以放大微弱的传感器信号，以便进行精确的测量。
在通信系统中，它可以放大无线电频率信号，以便进行远距离的传输。
除了放大功能外，同相运放还可以实现其他功能，如求和、积分、微分和比较等。
这些功能可以通过改变电阻和电容的数值来实现。
同相运放放大电路是一种非常重要的电子放大器，具有高增益、低失真、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
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运放噪声——同相放大电路
对于低噪声应用来讲，同相放大电路是最常见的，因此我们将主要探讨同相运算放大器。
如图1所示，将输入源等效为一个电压源与一个电阻串联，我们知道源电阻RS的噪声与其电阻平方根值是成正比例关系的(如图2中的直线所示)。
低噪声放大器的设计目标是在电阻引入噪声的基础上，尽可能少地引入运放附加的噪声。
如图1所示，放大器噪声的等效模型为在一个输入端串联一个电压噪声，同时在两端分别连接一个电流噪声源。
把电压噪声看作失调电压的时变元件。
同样，电流噪声是输入偏置电流的时变元件，在每个输入端各有一个。
由于我们总能将反相输入端的电流噪声值降到最低，因此我们将忽略它。
图2给出了BJT做为输入级的OPA209和JFET做为输入级的OPA140这两个运算放大器电路的总输入参考噪声的曲线。
在25°C的时候，两条曲线均与源电阻的噪声成比例关系。
对每个运算放大器而言，都通过平方和的均方根的方式来对三种噪声源进行了一个求和。
你也许会在某些运算放大器的数据手册上看到这样的图形。
当源电阻阻值减小时，它的约翰逊噪声随之减小(由阻值平方根值的倒数决定)，在一定程度上，放大器的噪声电压将起到主导作用。
总的噪声将等于放大器的电压噪声。
当源电阻阻值增加时，流过源电阻的电流噪声将线性增加，而且会增加很快且最终会超过源电阻的噪声。
因此当源电阻阻值很高时，电流噪声将会起主导作用。
当源电阻值为2kΩ或者更低时，低噪声放大器的设计会遇到最大的挑战。
较低的源电阻噪声就要求放大器有很低的噪声电压。
双极性(BJT输入)放大器通常在这方面比较擅长。
还需注意的是，如图2所示，在一个最佳位置， OPA209的总噪声与源电阻噪声几乎相等。
源阻最佳噪声性能发生在RS=VN/IN。
当源电阻阻值大约为20kΩ时，FET输入的放大器几乎不会引入任何的额外噪声。
只有当源电阻阻值达到几个GΩ的时候，FET运算放大器的电流噪声才会产生影响。
可以遵循以下准则：当源电阻阻值小于10kΩ时，低噪声的BJT放大器会产生较低的噪声。
当源电阻阻值大于10kΩ时，FET或者CMOS的运算放大器才会可能会有优势。
反馈网络中的R1和R2也会产生一定的噪声，但通常情况下是可以忽略的。
当R1和R2的并联值小于或者等于RS值的十分之一时，它们将仅仅使总噪声的值产生小于10%(<1dB) 的增量。
无论这些电阻的比值是多少，这都会是个事实。
在图2中，反馈网络中元件的噪声被设定为零。