1什么是运算放大器运算放大器(Operational amplifier)用于调节和放大模拟信号。运算放大器是具有多级放大电路的集成器件，如图所示：左图
1什么是运算放大器
运算放大器(Operational amplifier)用于调节和放大模拟信号。运算放大器是具有多级放大电路的集成器件，如图所示：
左图显示了相同的相位，Vn端子接地或稳定。当Vp端电平上升时，输出端的Vo电平上升，当Vp端电平下降时，输出端的Vo电平下降。右图显示了相反的相位，Vp端子接地或处于稳定电平。当Vn端电平上升时，输出端的Vo电平下降，当Vn端电平下降时，输出端的Vo电平上升。
2运算放大器的性质
理想的运算放大器具有以下特性：
输入阻抗无穷大：运算放大器的理想输入端不允许任何电流流入，即输入信号V和V-两端的电流信号始终为零，即输入阻抗无穷大。
输出阻抗接近于零：理想运算放大器的输出是完美的电压源。无论流向放大器负载的电流如何变化，放大器的输出电压都是恒定的，即输出阻抗为零。
无限开环增益：在理想运算放大器的开环状态下，输入端的差分信号具有无限的电压增益，这使得运算放大器非常适合在实际应用中加入负反馈配置。
无限共模抑制比：理想的运算放大器只能响应V和V-之间的电压差(差分信号)，也就是只放大V的部分，两个输入信号相同的部分(共模信号)会被完全忽略。
共模信号：两个信号在两端输入时是相同的。差模信号：双端输入时，两个信号相位相差180度。
集成运算放大器有两种工作状态：
线性状态和非线性状态，集成运算放大器加负反馈电路时，工作在线性状态，集成运算放大器加正反馈电路或工作在开环时，工作在非线性状态。
在线性状态下工作的集成运算放大器具有以下特性：
具有虚拟中断的特性，进出输入端的电流为0，I-=I=0A。
它具有虚拟短路的特性，两个输入端的电压相等，U=U-
虚拟短路和虚拟断路
虚短：集成运放的开环放大很大，一般运放的开环电压放大都在80dB以上，但运放的输出电压有限，一般在10v-14v，而运放的差模输入电压小于1 mV，所以输入端可以近似等电位，相当于短路。开环电压放大越大，两个输入端的电位越接近相等，称为虚拟短路。
虚断：集成运算放大器具有高输入阻抗的特点。一般同相输入和反相输入的输入电阻都在1m以上，所以在输入端流入运算放大器的电流往往小于1uA，远小于输入端以外电路的电流。所以这里通常可以把运算放大器的两个输入端看作开路，运算放大器的输入电阻越大，越接近同向和反向输入端之间的开路。当运算放大器处于线性状态时，根据这一特性，两个输入端可视为等效开路，简称虚断。
在非线性状态下工作的集成运算放大器具有以下特性：
当同相输入端电压大于反相输入端电压时，输出电压为高。
当同相输入端电压小于反相输入端电压时，输出电压为低。
3运算放大器的分类
运算放大器可以根据参数进行分类，如图所示：
通用运算放大器：价格低廉，性能指标适合一般应用场景。常用的型号是LM358、LM32
高速运算放大器：具有较高的转换速率和较宽的频率响应，用于快速A/D和D/A转换器。常用的型号是LM318、AD8052。
低功耗运算放大器：低电源电压，低功耗，常用型号LM321、AD849。
高压大功率运放：运放的输出电压受电源限制。普通运算放大器要想提高输出电压或输出电流，就需要增加辅助电路。高压大功率运算放大器可以在没有任何外部电流的情况下输出高电压大电流。常见型号为PA44、A791。
可编程运算放大器：放大倍数可变，常用型号PGA103A和LTC6910。
4运算放大器的参数
共模输入电阻：表示运算放大器工作在线性区域时，输入共模电压范围与该范围内偏置电流变化的比值。
DC共模抑制：用于测量运算放大器对作用于两个输入端的同一个DC信号的抑制能力。
交流共模抑制：用于衡量运算放大器对作用于两个输入端的同一交流信号的抑制能力。
增益-带宽积：它是一个常数，定义开环增益与频率的特性曲线中以(-20dB/10倍频程)滚降的面积。
输入偏置电流：指运算放大器工作在线性区时，流入输入端的平均电流。
偏置电流温度漂移：温度变化时输入偏置电流的变化。
输入失调电流：流入两个输入端的电流之差。
输入失调电流的温度漂移：温度变化时输入失调电流的变化。
差模输入电阻：输入电压的变化与输入电流相应变化的比值，电压的变化导致电流的变化。
输出阻抗：运算放大器工作在线性区时，输出端的内部等效小信号阻抗。
输出电压摆幅：在不箝位输出信号的情况下可以实现的最大电压摆幅的峰值。
功耗：给定电源电压下的静态功耗。
电源抑制比：衡量运算放大器在电源电压变化时保持输出不变的能力。
转换率：输出电压的变化与变化所需时间之比的最大值。
电源电流：器件在指定电源电压下消耗的静态电流。
单位增益带宽：开环增益大于1时运算放大器的最大工作频率。
输入失调电压：表示当输出电压为零时，需要在输入端施加的电压差。
输入失调电压的温度漂移：指温度变化引起的输入失调电压的变化。
输入电容：表示运算放大器工作在线性区时任意输入端的等效电容。
输入电压范围：运算放大器正常工作时允许输入电压的范围。
输入电压噪声密度：可视为连接到任意输入端的串联噪声电压源。
输入电流噪声密度：可视为两个噪声电流源，分别接在各输入端和公共端。
5运算放大器的应用
反相放大器电路如图所示：
反相放大器电路的输入输出电压关系；
同相放大器电路如图所示：
同相放大器电路的输入输出电压关系：
加法电路如图所示：
加法电路输入和输出电压之间的关系：
减法电路如图所示：
减法电路的输入和输出电压之间的关系：
积分电路如下所示：
积分电路输入和输出电压之间的关系：
差分电路如下所示：
差分电路输入和输出电压之间的关系：
差分放大器电路如下所示：
差分放大电路输入输出电压的关系：
电压跟随器如图所示：
电磁采样放大器电路如图所示：
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