@1运算放大器的基本电路详解共24页
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）是一种双电源直流差分输入，高增益、高输入阻抗，具有线性放大特性的直流耦合电路。
它由一个差分放大器和级联的输出级组成。
在电子电路中，运算放大器是最常用的放大器之一，被广泛应用于信号放大、滤波、参考电压源、比较器等电路中。
运算放大器通常采用双电源供电，即正电源V+和负电源V-。
其内部电路由差分输入级、中间增益级和输出级组成。
差分输入级是运算放大器的核心部分，它主要由差动对电晶体管组成。
它的作用是将输入信号转换为电流信号，实现对输入信号的放大。
在差分输入级中，输入端有一个非常高的输入阻抗，使得输入电流非常小，从而减少了对输入信号的干扰。
差动对通过抽头电阻R1和R2分别与输入信号相连，通过对抽头电阻的设置，可以实现输入信号的增益调节。
通过控制R1和R2的比例，可以实现不同的增益，从而满足不同的应用需求。
中间增益级由级联的放大器组成，通常采用三级共射放大器，目的是提供一个高输出电阻，并且实现增益的进一步放大。
增益级还包括一个负反馈回路，通过引入反馈电阻，可以在一定程度上控制放大器的增益和频率特性。
负反馈还可以提高放大器的稳定性和线性度。
输出级由一个输出级的差动对电晶体管组成，它的作用是将中间增益级的信号转为电压信号，并将信号放大到输出端。
输出端通常连接一个负载电阻RL，以便外部电路获取放大后的输出信号。
输出级的准确性和可靠性对整个运算放大器的性能有着重要的影响。
在运算放大器中，差动模式增益Ad和共模抑制比CMRR是重要的指标。
差动模式增益表示了输入信号增大至输出信号的放大倍数，而共模抑制比表示了输入信号的共模干扰被抑制的程度。
好的运算放大器应具有较大的差动模式增益和较高的共模抑制比。
运算放大器的输入和输出特性决定了其在电路中的应用。
根据具体的应用需求，可以将运算放大器用于多种电路中。
例如，在放大器电路中，运算放大器广泛用于提供高增益和低失真的信号放大，常见的应用有放大器、滤波器和模拟计算器等。
运算放大器经典电路
运算放大器经典电路
运算放大器经典电路
运算放大器经典电路是一种电路，它可以放大输入信号的幅度，并将
其转换为输出信号。
它是一种非常重要的电路，在电子设备中被广泛
应用。
运算放大器经典电路的结构简单，但是它的功能却非常强大。
运算放大器经典电路的结构由输入电路、放大电路和输出电路组成。
输入电路用于接收输入信号，并将其转换为电压信号；放大电路用于
放大输入信号的幅度；输出电路用于将放大后的信号转换为输出信号。
运算放大器经典电路的功能非常强大，它可以实现多种功能，如放大、滤波、增益控制、比较、改变信号的相位等。
它还可以用于实现复杂
的运算，如积分、微分、移相等。
运算放大器经典电路的应用非常广泛，它可以用于控制系统、测量系统、信号处理系统、通信系统等。
它还可以用于实现复杂的运算，如
积分、微分、移相等。
运算放大器经典电路的优点是结构简单，功能强大，可以实现多种功能，应用广泛，可靠性高，成本低。
它的缺点是受到外界环境的影响，可能会导致信号失真，影响系统的精度。
总之，运算放大器经典电路是一种重要的电路，它的结构简单，功能
强大，应用广泛，可靠性高，成本低，是电子设备中的重要组成部分。
运算放大器基本原理及应用
运算放大器基本原理及应用一． 原理(一） 运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件;当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时;可以灵活地实现各种特定的函数关系..在线性应用方面;可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路..运算放大器一般由4个部分组成;偏置电路;输入级;中间级;输出级..图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线;一般用到的只是曲线中的线性部分..如图2所示..U -对应的端子为“-”;当输入U -单独加于该端子时;输出电压与输入电压U -反相;故称它为反相输入端..U +对应的端子为“＋”;当输入U +单独由该端加入时;输出电压与U +同相;故称它为同相输入端..输出：U 0= AU +-U - ； A 称为运算放大器的开环增益开环电压放大倍数.. 在实际运用经常将运放理想化;这是由于一般说来;运放的输入电阻很大;开环增益也很大;输出电阻很小;可以将之视为理想化的;这样就能得到:开环电压增益A ud =∞；输入阻抗r i =∞；输出阻抗r o =0；带宽f BW =∞；失调与漂移均为零等理想化参数..2.理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U O ＝A ud U +－U －;由于A ud =∞;而U O 为有限值;因此;U +－U －≈0..即U +≈U －;称为“虚短”..由于r i =∞;故流进运放两个输入端的电流可视为零;即I IB ＝0;称为“虚断”;这说明运放对其前级吸取电流极小..上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则;可简化运放电路的计算.. 3. 运算放大器的应用 1比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路;比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路.. a 反向比例电路反向比例电路如图3所示;输入信号加入反相输入端:图3反向比例电路电路图对于理想运放;该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：为了减小输入级偏置电流引起的运算误差;在同相输入端应接入平衡电阻R ’＝R 1 // R F ..输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系;方向相反;改变比例系数;即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值..反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求.. b 同向比例电路同向比例电路如图4所示;跟反向比例电路本质上差不多;除了同向接地的一段是反向输入端:图4 同相比例电路电路图它的输出电压与输入电压之间的关系为：； R’＝R 1 // R F只要改变比例系数就能改变输出电压;且U i 与U 0的方向相同;同向比例电路对集成运放的共模抑制比要求高.. c 差动比例电路差动比例电路如图5所示;输入信号分别加在反相输入端和同相输入端:图5 差动比例电路电路图其输入和输出的关系为：i1f O U R R U -=i1fO )U R R (1U +=可以看出它实际完成的是：对输入两信号的差运算.. 2和/差电路 a 反相求和电路其电路图如图6所示输入端的个数可根据需要进行调整:图6 反相求和电路图其中电阻R'满足：它的输出电压与输入电压的关系为：它的特点与反相比例电路相同;可以十分方便的通过改变某一电路的输入电阻;来改变电路的比例关系;而不影响其它支路的比例关系.. b 同相求和电路其电路如图7所示输入端的个数可根据需要进行调整:图7 同向求和电路图它的输出电压与输入电压的关系为：它的调节不如反相求和电路;而且它的共模输入信号大;因此它的应用不很广泛.. c 和差电路其电路图如图8所示;此电路的功能是对U i1、U i2进行反相求和;对U i3、U i4进行同相求和;然后进行的叠加即得和差结果..图8 和差电路图它的输入输出电压的关系是：由于该电路用一只集成运放;它的电阻计算和电路调整均不方便;因此我们常用二级集成运放组成和差电路..它的电路图如图9所示:图9 二级集成和差电路图它的输入输出电压的关系是：⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+=22114433f 0R U R U R U R U R U i i i i它的后级对前级没有影响采用理想的集成运放;它的计算十分方便.. 3 积分电路和微分电路 a 积分电路其电路图如图10所示：它是利用电容的充放电来实现积分运算;可实现积分运算及产生三角波形等..图10 积分电路图它的输入、输出电压的关系为：其中: 表示电容两端的初始电压值.如果电路输入的电压波形是方形;则产生三角波形输出.. b 微分电路微分是积分的逆运算;它的输出电压与输入电压呈微分关系..电路如图11所示:图11 微分电路图R u -=0它的输入、输出电压的关系为： 4 对数和指数运算电路 a 对数运算电路对数运算电路就是是输出电压与输入电压呈对数函数..我们把反相比例电路中Rf 用二极管或三级管代替级组成了对数运算电路..电路图如图12所示：图12 对数运算电路它的输入、输出电压的关系为也可以用三级管代替二极管: b 指数运算电路指数运算电路是对数运算的逆运算;将指数运算电路的二极管三级管与电阻R 对换即可..电路图如13所示:图13 指数运算电路它的输入、输出电压的关系为： 利用对数和指数运算以及比例;和差运算电路;可组成乘法或除法运算电路和其它非线性运算电路..二无源滤波电路0101=+-=⎰t c t t i u dt u RC u r iu u S I u Re 0-=滤波电路的作用：允许规定范围内的信号通过；而使规定范围之外的信号不能通过..滤波电路的分类：低通滤波器：允许低频率的信号通过;将高频信号衰减； 高通滤波器：允许高频信号通过;将低频信号衰减；带通滤波器：允许一定频带范围内的信号通过;将此频带外的信号衰减； 带阻滤波器：阻止某一频带范围内的信号通过;允许此频带以外的信号衰减；仅由无源元件电阻、电容、电感组成的滤波电路;为无源滤波电路..它有很大的缺陷如：电路小;能力差等..为此我们要学习有源滤波电路.. 三有源滤波电路有源滤波器是指利用放大器、电阻和电容组成的滤波电路;可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面..但因受运算放大器频带限制;这种滤波器主要用于低频范围..1一阶有源低通滤波器其电路如图14-a 所示;它是由一级RC 低通电路的输出再接上一个同相输入比例放大器构成; 幅频特性如图14-b 所示; 通带以外以dB 20-/十倍频衰减:图14-a 一阶有源低通滤波电路 图14-b 一阶有源低通幅频特性该电路的传递函数为: 式中RC 10=ω称为截止角频率;传递函数的模为2)(1)(o vo v A j A ωωω+=幅角为00arctg ωωϕ-=)(.. 2二阶有源滤波电路为了使输出电压以更快的速率下降;以改善滤波效果;再加一节RC 低通滤波环节;称为二阶有源滤波电路..它比一阶低通滤波器的滤波效果更好..二阶有源滤波器的典型结构如图15所示：图15 二阶有源滤波器典型结构 图中;Y 1～Y 5为导纳;考虑到U P ＝U N ;可列出相应的节点方程式为： 在节点A 有： 在节点B 有： 联立以上二等式得：考虑到： 则：AS 即是二阶压控电压源滤波器传递函数的一般表达式..只要适当选择Y i i ＝1～5;就可以构成低通、高通、带通等有源滤波器..)(ba aO N P R R R U U U +=≈。
运算放大器原理图
运算放大器原理图运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子元件，它在电子电路中起着非常重要的作用。
本文将介绍运算放大器的原理图及其工作原理。
首先，让我们来了解一下运算放大器的基本结构。
运算放大器通常由一个差分输入级、一个级联放大器和一个输出级组成。
差分输入级通常由两个输入端和一个差分放大器组成，级联放大器由多个级联的放大器组成，输出级则是一个输出放大器。
运算放大器的电路图如下所示：（插入运算放大器原理图）。
在实际应用中，运算放大器通常用来放大电压信号、求和、差分运算、积分、微分等。
运算放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益、宽带宽等特点，可以实现很多复杂的电路功能。
运算放大器的工作原理是基于反馈原理的。
在运算放大器的反馈电路中，通过外部连接的电阻、电容等元件，将部分输出信号反馈到输入端，从而实现对输出信号的控制。
通过控制反馈电路的参数，可以实现对运算放大器的增益、频率特性等进行调节。
另外，运算放大器还有一些常见的特性，比如输入偏置电流、输入偏置电压、共模抑制比、噪声等。
这些特性对于运算放大器的实际应用有着重要的影响，需要在设计电路时进行充分考虑。
在实际应用中，运算放大器广泛应用于模拟电路、数字电路、信号处理、自动控制等领域。
比如，运算放大器可以用来设计滤波器、比较器、振荡器、放大器等电路，也可以用来实现信号的调理、放大、滤波、整形等功能。
总的来说，运算放大器是一种非常重要的电子元件，它在电子电路中有着广泛的应用。
通过对运算放大器的原理图及其工作原理的了解，可以更好地应用运算放大器设计各种电路，实现各种功能。
希望本文对读者有所帮助，谢谢阅读！。
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。
基本运算放大器的电路讲解和推导
i2
R2 + uI
M
i4
R4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
iN uN
— +
i3 A
R3
-
iI
uO
RP uP iP
反相放大器
若要有较大的Auf，又不 想Rf 太大，可采用T形反馈 网络代替Rf 。 工作原理自行参考教材 P314 。
在本放大电路中，要使 Auf 增 大，一般通过加大Rf而不是减少 R1 ( 如果R1 太小，会使电路的输 T形反馈 入电阻Rif 太小) ，但Rf 太大，电 网络的引入 路就不是深度负反馈且会令电路 噪声增大，一般Rf 在1M 以下。 本页完 继续
R1
+ iI
输入电阻的定义 uI Rif = — iI 观察输入回路得 uI Rif = — = R1 iI
iF
uI u =0 N
-
放大器的输 入电阻Rif
反馈回路
Rf 2.反相 uN=0
+
uO
-
输入回路
本页完 继续
运算放大器的基本电路
一、反相比例放大器
1、反相放大器的Auf uO R Auf = — = - —f uI R1 2、反相放大器的输入电阻 Rif = R1 3、反相放大器的输出电阻 Rof ≤ 1
+ uI
RP
iF
Rf
— +
uN uP
A
+
uO
-
射极跟随器
由运放组成的射随器有专门的 同相放大器学习完毕,单击返回, 集成电路( IC ) ，如型号AD9620 返回主页，单击继续, 学习差分输入 同相 放大器。 就是一块射随器的芯片，电压增 放大器结束 益为0.994，输入电阻为0.8M， 继续 返回 页 输出电阻为40 ，转换速率为 2000V/s。 本页完 继续
运算放大器的基本运算电路(最全版)PTT文档
二、运算放大器的基本
运算（电一路 ）反相比例 1．电路运算电路
Rf——反馈电阻，接在输出端 与反相端之间，构成深度负反馈。
R1——输入电阻。
Rb——平衡电阻，Rb = R1 // Rf。保证两个输入端的外接电 阻平衡，使电路处于平衡对称的工作状态，输入信号从反相输 入端与地之间加入。
二、运算放大器的基本 运算电路
3．小结
（1）输出电压与输入电压成比例，且相位相同，所以称同 相比例运算放大器。
（2）同相比例运算放大器的闭环电压放大倍数只与外接电 阻 R1 和 Rf 有关，只要保证其阻值精确，就能得到精确和稳定 性能都很高的闭环放大倍数。
（3）Rf / R1 比值必为正，所以闭环增益大于1或等于 1 （仅当Rf = 0 时等于1）。
2．根据理想运放的两个特点有 二、运算放大器的基本运算电路
12 3
与式比较可得 U [ R / R ( ) U ( R / R ) U ( R / R ) U ] IN = IP = 0，两输入端电流为 0，即IN = 0，可得出：If = I1 和 UN = 0，根据结论 1，UP = UN，因为UP = 0
二、运算放大器的基本 运算电路
（四）减法运算
1．电路
二、运算放大器的基本
二、运算放大器的基本运算电路
选定 R10 kΩ 在运算放大器的同相输入端和反相输入端都加入信号时，则反相比例运算和同相比例运算同时进行，根据理想运算放大器的两个结论
，可得
1
则 R f 5 k Ω 0 R 2 5 k Ω 0 R 3 1 . 5 k Ω 2
则平衡电阻 R R 1 / / R 2 / / R 3 / / R f 4 . 5 4 5 k Ω
运算放大器基本电路详解
运算放大器基本电路大全1.2虚地单电源工作的运放需要外部提供一个虚地，通常情况下，这个电压是VCC/2，图二的电路可以用来产生VCC/2的电压，但是他会降低系统的低频特性。
图二R1和R2是等值的，通过电源允许的消耗和允许的噪声来选择，电容C1是一个低通滤波器，用来减少从电源上传来的噪声。
在有些应用中可以忽略缓冲运放。
在下文中，有一些电路的虚地必须要由两个电阻产生，但是其实这并不是完美的方法。
在这些例子中，电阻值都大于100K，当这种情况发生时，电路图中均有注明。
1.3交流耦合虚地是大于电源地的直流电平，这是一个小的、局部的地电平，这样就产生了一个电势问题：输入和输出电压一般都是参考电源地的，如果直接将信号源的输出接到运放的输入端，这将会产生不可接受的直流偏移。
如果发生这样的事情，运放将不能正确的响应输入电压，因为这将使信号超出运放允许的输入或者输出范围。
解决这个问题的方法将信号源和运放之间用交流耦合。
使用这种方法，输入和输出器件就都可以参考系统地，并且运放电路可以参考虚地。
当不止一个运放被使用时，如果碰到以下条件级间的耦合电容就不是一定要使用：第一级运放的参考地是虚地第二级运放的参考第也是虚地这两级运放的每一级都没有增益。
任何直流偏置在任何一级中都将被乘以增益，并且可能使得电路超出它的正常工作电压范围。
如果有任何疑问，装配一台有耦合电容的原型，然后每次取走其中的一个，观察电工作是否正常。
除非输入和输出都是参考虚地的，否则这里就必须要有耦合电容来隔离信号源和运放输入以及运放输出和负载。
一个好的解决办法是断开输入和输出，然后在所有运放的两个输入脚和运放的输出脚上检查直流电压。
所有的电压都必须非常接近虚地的电压，如果不是，前级的输出就就必须要用电容做隔离。
(或者电路有问题)1.4组合运放电路在一些应用中，组合运放可以用来节省成本和板上的空间，但是不可避免的引起相互之间的耦合，可以影响到滤波、直流偏置、噪声和其他电路特性。
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21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
@1运算放大器的基本电路详 解
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒