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运算放大器基础原理及应用
原理
运算放大器

运算放大器是现在应用最广泛一个器件,当外部接入不一样线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，能够灵活地实现多种特定函数关系。在线性应用方面，可组成百分比、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
运算放大器通常由4个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。

图1运算放大器特征曲线 图2运算放大器输入输出端图示
图1是运算放大器特征曲线，通常见到只是曲线中线性部分。图2所表示。U-对应端子为“-”，当输入U-单独加于该端子时，输出电压和输入电压U-反相，故称它为反相输入端。U+对应端子为“＋”，当输入U+单独由该端加入时，输出电压和U+同相，故称它为同相输入端。
输出：U0= A(U+-U-) ； A称为运算放大器开环增益（开环电压放大倍数）。
在实际利用常常将运放理想化，这是因为通常说来，运放输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，能够将之视为理想化，这么就能得到:开环电压增益
Aud=∞；输入阻抗ri=∞；输出阻抗ro=0；带宽fBW=∞；失调和漂移均为零等理想化参数。

输出电压UO和输入电压之间满足关系式：UO＝Aud（U+－U－）,因为Aud=∞，而UO为有限值，所以，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。
因为ri=∞，故流进运放两个输入端电流可视为零，即IIB＝0，称为“虚断”,这说明运放对其前级吸收电流极小。
上述两个特征是分析理想运放应用电路基础标准，可简化运放电路计算。
3. 运算放大器应用
(1)百分比电路
所谓百分比电路就是将输入信号按百分比放大电路，百分比电路又分为反向百分比电路、同相百分比电路、差动百分比电路。
(a) 反向百分比电路
反向百分比电路图3所表示，输入信号加入反相输入端:

图3反向百分比电路电路图
对于理想运放，该电路输出电压和输入电压之间关系为：
为了减小输入级偏置电流引发运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R’＝R1 // RF 。
输出电压U0和输入电压Ui称百分比关系，方向相反，改变百分比系数，即改变两个电阻阻值就能够改变输出电压值。反向百分比电路对于输入信号负载能力有一定要求。
(b) 同向百分比电路
同向百分比电路图4所表示，跟反向百分比电路本质上差不多，除了同向接地一段是反向输入端:
图4 同相百分比电路电路图
它输出电压和输入电压之间关系为：
； R’＝R1 // RF
只要改变百分比系数就能改变输出电压，且Ui和U0方向相同，同向百分比电路对集成运放共模抑制比要求高。
(c) 差动百分比电路
差动百分比电路图5所表示，输入信号分别加在反相输入端和同相输入端:
图5 差动百分比电路电路图
其输入和输出关系为：
能够看出它实际完成是：对输入两信号差运算。
(2)和/差电路
(a)反相求和电路
其电路图图6所表示