運(yùn)算放大器的一般條件

運(yùn)算放大器（或通常稱為Op-amp）在開環(huán)模式下使用時(shí)可以成為具有無限增益和帶寬的理想放大器，其典型直流增益遠(yuǎn)超過 100,000 或 100dB。

基本運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)是 3 端設(shè)備，具有 2 個(gè)輸入和 1 個(gè)輸出（不包括電源連接）。

運(yùn)算放大器可以由雙正電源（ +V ）和相應(yīng)的負(fù)電源（ -V ）供電，也可以由單個(gè)直流電源電壓供電。

與運(yùn)算放大器相關(guān)的兩個(gè)主要定律是，它具有無限輸入阻抗（ Z = ∞ ），導(dǎo)致“沒有電流流入其兩個(gè)輸入端中的任何一個(gè)”和零輸入失調(diào)電壓V1 = V2。

運(yùn)算放大器也具有零輸出阻抗（ Z = 0 ）。

運(yùn)算放大器感應(yīng)施加到其兩個(gè)輸入端的電壓信號(hào)之間的差異，然后將其乘以某個(gè)預(yù)定增益（ A ）。

該增益（ A ）通常被稱為放大器的“開環(huán)增益”。

通過在運(yùn)算放大器的輸出端和一個(gè)輸入端之間連接電阻或電抗元件來閉合開環(huán)，可以大大降低和控制該開環(huán)增益。

運(yùn)算放大器可以連接成兩種基本配置，即反相和非反相。

基本運(yùn)算放大器電路

對(duì)于負(fù)反饋，如果反饋電壓與輸入“反相”，則放大器的總增益會(huì)降低。

對(duì)于正反饋，如果反饋電壓與輸入“同相”，則放大器的總增益會(huì)增加。

通過將輸出直接連接回負(fù)輸入端，可以實(shí)現(xiàn) 100% 反饋，從而產(chǎn)生具有恒定增益 1（單位）的電壓跟隨器（緩沖器）電路。

將固定反饋電阻 ( R ) 更改為電位器，電路將具有可調(diào)增益。

運(yùn)算放大器增益

運(yùn)算放大器增益帶寬積

開環(huán)增益又稱為增益帶寬積（GBP），它可以非常高，是衡量放大器性能的標(biāo)準(zhǔn)。

非常高的GBP會(huì)使運(yùn)算放大器電路不穩(wěn)定，因?yàn)槲⒎斎胄盘?hào)會(huì)導(dǎo)致輸出電壓進(jìn)入飽和狀態(tài)。

通過使用合適的反饋電阻 ( R )，可以控制放大器的總增益。

差分放大器和求和放大器

差分和求和放大器

通過在反相或非反相輸入端添加更多輸入電阻，可以制作電壓加法器或加法器。

可以將電壓跟隨器運(yùn)算放大器添加到差分放大器的輸入端，以產(chǎn)生高阻抗儀表放大器。

差分放大器產(chǎn)生的輸出與兩個(gè)輸入電壓之間的差成比例。

微分器和積分器電路

微分放大器和積分放大器

積分放大器產(chǎn)生的輸出是積分的數(shù)學(xué)運(yùn)算。

微分放大器產(chǎn)生的輸出是微分的數(shù)學(xué)運(yùn)算。

積分器和微分放大器均在運(yùn)算放大器上連接電阻器和電容器，并受其RC時(shí)間常數(shù)的影響。

在其基本形式中，差分放大器存在不穩(wěn)定性和噪聲問題，但可以添加額外的組件來降低整體閉環(huán)增益。