运算放大器应用电路计算公式
运算放大器的可用输出摆幅范围计算及跨阻放大器的设计
运算放大器的可用输出摆幅范围计算及跨阻放大器的设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：运算放大器是一种常见的电子元件，用于放大电压信号。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、无论输入信号大小如何都保持固定的放大倍数等特点，因此被广泛应用在各种电路中。
在设计电路时，我们经常需要计算运算放大器的可用输出摆幅范围，以确保信号能够正常放大并输出。
本文将介绍如何计算运算放大器的可用输出摆幅范围，并结合跨阻放大器的设计原理，为读者详细解析如何设计一个跨阻放大器。
让我们来了解一下运算放大器的可用输出摆幅范围的计算方法。
在实际电路中，运算放大器有一个工作范围，超出这个范围就会导致输出失真或截断。
可用输出摆幅范围指的是在输入信号范围内，输出能够正常工作的幅度范围。
一般来说，运算放大器的输出摆幅范围取决于供电电压和输入信号的幅度。
在理想情况下，运算放大器的输出范围可以达到供电电压的极限值。
如果供电电压为+10V和-10V，那么理想情况下运算放大器的输出范围为+10V到-10V。
但是在实际应用中，由于运算放大器内部的饱和效应、风险电平等因素的影响，实际的输出摆幅通常小于供电电压的极限值。
我们需要通过计算来确定具体的可用输出摆幅范围。
一般来说，可以通过运算放大器的数据手册来查找具体的参数，比如输入失真电压、输出摆幅等。
根据这些参数，可以利用以下公式来计算运算放大器的可用输出摆幅范围：可用输出摆幅范围= Vcc - VsatVcc为正供电电压，Vsat为输出饱和电压。
通常情况下，Vsat的值在数据手册中可以查到，一般为几毫伏。
还需要考虑输出负载的影响。
输出负载的存在会导致输出电压下降，从而影响运算放大器的可用输出摆幅范围。
在实际设计中，还需要考虑输出负载的大小，以确保输出电压不会受到明显的影响。
接下来我们将结合跨阻放大器的设计原理，来详细介绍如何设计一个跨阻放大器。
跨阻放大器是一种常见的放大电路，通过改变输入电阻的方式来实现放大功能。
运放的阻抗计算
运算放大器的阻抗计算可以通过多种方法进行，具体取决于所讨论的阻抗类型（输入阻抗、输出阻抗、反馈阻抗等）以及电路的具体配置。
以下是一些基本的阻抗计算方法：
输入阻抗：在同相运算放大器电路中，输入阻抗可以使用以下公式计算：Zin = (1 + Aαβ)Zi。
其中，Aα是开环电压增益，Zi是不使用反馈的运算放大器的输入阻抗，β是一个反馈因子。
输出阻抗：输出阻抗可以通过测量或计算得出。
在同相运算放大器中，输出阻抗可以测量为Zout = Zo/(1 + Aαβ)。
此外，输出阻抗也可以通过计算得出，具体取决于电路的配置和反馈类型。
反馈阻抗：反馈阻抗是运算放大器电路中引入的阻抗，用于影响电路的性能。
反馈阻抗的计算取决于电路的具体配置和反馈类型。
一般来说，反馈阻抗可以通过在电路中测量电压和电流来计算得出。
需要注意的是，运算放大器的阻抗计算是一个复杂的过程，需要综合考虑电路的拓扑结构、元件参数、电源电压等多个因素。
此外，不同的运算放大器型号和电路配置可能会具有不同的阻抗特性。
因此，在实际应用中，建议查阅相关数据手册或咨询专业人士以获取准确的阻抗计算方法和电路设计参数。
积分运算放大电路
积分运算放大电路是一种基于运算放大器的电路，它能够实现输入电压对时间的积分运算。
这种电路的主要特点是输出电压与输入电压的积分（即电压随时间的变化）成正比。
以下是一个基本的积分运算放大电路的构成和工作原理：1. 构成：- 运算放大器：这是电路的核心部分，提供高增益和高输入阻抗。
- 电阻（R）：通常用于设置反馈网络的电阻值。
- 电容器（C）：电容器在反馈回路中起到关键作用，它存储并释放电荷，使得输出电压与输入电压的积分成比例。
2. 工作原理：- 当输入电压变化时，通过电阻R向电容器C充电或放电。
由于运算放大器的负反馈作用，其输出会调整以保持两个输入端（同相输入端和反相输入端）之间的电压差几乎为零。
- 在积分过程中，电容器C上的电压变化速率与输入电压成正比，因为电容器上的电压变化是通过电流（I=CdV/dt）来实现的，其中dV是电压变化，dt是时间变化。
- 因此，输出电压V out是电容器电压随时间的变化，即输入电压的积分。
3. 传递函数和公式：- 积分运算放大电路的传递函数可以表示为V out = -1/(RC) ∫Vin dt，其中Vin 是输入电压，V out 是输出电压，R 是反馈电阻，C 是电容器。
- 如果输入电压是恒定的，那么输出电压将线性增加（如果电容器正在充电）或线性减小（如果电容器正在放电），斜率由RC 乘积决定。
4. 应用：- 积分运算放大电路在许多领域有应用，包括信号处理、控制系统的设计、模拟计算等。
- 它们常被用来实现低通滤波器、信号整形、相位补偿等功能。
在设计积分运算放大电路时，需要考虑电阻和电容的选择，以满足特定的积分时间常数和精度要求。
同时，也需要考虑运算放大器的性能限制和稳定性问题。
常用运算放大器16个基本运算电路
5. 微分运算电路
微分运算电路如图 5 所示，
XFG1
R2 15kΩ
C2
22nF
V3
R1
C1
4
12 V
2
1kΩ
22nF
U1A
1
3
T L082CD
8
V2 12 V
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
图5
电路的输出电压为 uo 为：
uo = −R2C1 dui dt
式中， R2C1 为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM ,
式中，Auf = 1+ RF / R1 为同相比例放大电路的电压增益。同样要求 Auf 必须小于 3， 电路才能稳定工作，当 f = fo 时，带通滤波器具有最大电压增益 Auo ，其值为：
Auo = Auf / (3 − Auf )
10. 二阶带阻滤波电路
二阶带阻滤波电路如图 10 所示，
C1
1nF R1
_
图 15 全波整流电路是一种对交流整流的电路，能够把交流转换成单一方向电 流，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责负方向，最典 型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。 全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需 要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要 求输出电压不太高的场合。
R1 10kΩ
4 2
12 V
U1A 1
3
8 TL082CD
R3 9kΩ
V2 12 V
D2 1N4148
XSC1
A +_
运放电容频率计算公式
运放电容频率计算公式在电子电路中，运放（运算放大器）是一种重要的电子元件，用于放大电压信号。
而在很多电子电路中，需要使用运放电容频率计算公式来计算电路的频率特性。
本文将介绍运放电容频率计算公式的推导和应用。
1. 运放电容频率计算公式的推导。
在很多电子电路中，运放和电容经常被用来构成低通滤波器。
低通滤波器可以滤除高频信号，只保留低频信号。
在运放电容低通滤波器中，电容的阻抗随着频率的增加而减小，从而实现了对高频信号的滤除。
我们可以通过计算运放电容频率来确定滤波器的截止频率。
首先，我们来推导运放电容频率计算公式。
在运放电容低通滤波器中，电容的阻抗可以用下面的公式来表示：Zc = 1 / (jωC)。
其中，Zc为电容的阻抗，ω为角频率，C为电容的电容值。
角频率ω与频率f之间的关系为：ω = 2πf。
将ω代入电容的阻抗公式中，可以得到：Zc = 1 / (j2πfC)。
在运放电容低通滤波器中，运放的放大倍数A可以用下面的公式来表示：A = -Rf / Rin。
其中，Rf为反馈电阻的阻值，Rin为输入电阻的阻值。
在运放电容低通滤波器中，放大倍数A与电容的阻抗Zc之间的关系可以用下面的公式来表示：A = Zc / Rin。
将电容的阻抗Zc代入上式中，可以得到：A = 1 / (j2πfCRin)。
通过整理上式，可以得到运放电容频率计算公式：f = 1 / (2πCRin)。
这就是运放电容频率计算公式的推导过程。
通过这个公式，我们可以很方便地计算运放电容低通滤波器的截止频率。
2. 运放电容频率计算公式的应用。
在实际的电子电路设计中，运放电容频率计算公式可以用来确定运放电容低通滤波器的截止频率。
通过调整电容的电容值和输入电阻的阻值，可以实现对不同频率信号的滤波效果。
下面我们来举一个例子来说明运放电容频率计算公式的应用。
假设我们需要设计一个运放电容低通滤波器，要求其截止频率为1kHz。
我们可以使用运放电容频率计算公式来确定所需的电容值和输入电阻的阻值。
运算放大器11种经典电路
运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花了乱，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。
特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所收获。
???? 遍观所有模拟电子技术的书籍和课程，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！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。
??? 今天，芯片级维修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。
运算放大器详细的应用电路(很详细)
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？
根据与 R1?、Rf?的关系，集成运放两输入端外接电阻的对称条件。
计算出：R=3979Ω?取 R=3.9KΩ 2．根据Ｑ值求和，因为时，根据与、的关系，集成运放两输入端外接电阻的对称条件
例题 1 仿真结果 例题与习题 2 LPF 例题与习题 2 仿真结果 例题与习题 3 HPF 例题与习题 3 仿真结果 例题与习题 4 例题与习题 4 仿真结果 vo1:红色 vo?:蓝色
、
e.?全通滤波器(APF)?
4.?按频率特性在截止频率 fp 附近形状的不同可分为 Butterworth,?Chebyshev?和?Bessel 等。 理想有源滤波器的频响： 滤波器的用途 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的
干扰。滤波过程如图所示。 §8.6?有源滤波电路 8.6.2?低通滤波电路?(LPF) 低通滤波器的主要技术指标
组成：简单 RC 滤波器同相放大器特点：│Avp?│>0，带负载能力强缺点：阻带衰减太慢，选择性较差。 二.?性能分析
有源滤波电路的分析方法: 1.电路图→电路的传递函数 Av(s)→频率特性 Av(jω) 2.?根据定义求出主要参数 3.?画出电路的幅频特性 一阶 LPF 的幅频特性: 8.6.2.2?简单二阶?LPF
【东南大学模电实验】实验七运算放大器及应用电路
实验七运算放大器及应用电路实验目的：1.认识运放的基本特性，通过仿真测试了解运放的基本参数，学会根据实际情况选择运放2.了解由运放构成的基本电路，并掌握分析方法。
实验内容：一、仿真实验。
1.运放基本参数电压传输特性如图，用DC Sweep给出LM358P线性工作区输入电压范围，根据线性区特性估算该运放的直流电压增益A vd0.DC Sweep仿真结果：A vd0=V(3)/V3=dy/dx=99.599k将扫描电压范围设为-500μV~500μV，当斜率为99.5987k时，测得线性工作区输入电压范围为-14.369V~12.9402V。
思考：A.当输入差模电压为0时，输出电压为多少？若要求输出电压为0，如何施加输入信号？为什么？输入差模电压为0时，输出电压为-3.3536V。
若要求输出电压为0，应将输入电压V3置为33.604μV。
B.观察运放输出电压的最高和最低电压，结合LM358P内部原理图所示电路分析该仿真结果的合理性。
最低电压：-14.369V，最高电压：12.9402V。
最低电压的绝对值大于最高电压的绝对值。
IN+可对OUT下边的PNP管射级电流造成影响。
IN+在很小的正电位时，输出为0，这导致了最低电压的绝对值大于最高电压的绝对值。
输入失调电压根据下图所示电路，仿真得到LM358P的输入失调电压V IO。
R1=1kΩ，R2=10Ω，进行直流工作点仿真，并完成表1R1=10kΩ，R2=100Ω，进行直流工作点仿真，并完成表2R1=100kΩ，R2=1kΩ，进行直流工作点仿真，并完成表3表1V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -3416.60 -33.6312 0 33.6312 -34.16687表2V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -3596.2 -33.6325 0 33.6325 -35.962表3V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -5388.47 -33.6148 0 33.6148 -53.8847根据上述仿真结果，给出运放的输入失调电压V IO。