运放电路分析，集成运放电路分析（带有电容的运放电路分析）

运放电路的原理

【运算放大器电路原理】运算放大器有两个输入端a(反相输入端)、b(同相输入端)和一个输出端o，如图所示。也分别称为反相输入、非反相输入和输出。当电压u-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点，相当于电路中的参考节点。)，且其实际方向高于公共端从a端，输出电压u的实际方向是从公共端指向o端，也就是两者的方向正好相反。当输入电压u施加在b端和公共端之间时，u和u的实际方向相对于公共端完全相同。为便于区分，a端和b端分别标有”-“和””，但不要误认为是电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应分开标记或用箭头指示。反相放大器和同相放大器如下图所示：一般可以简单地把运算放大器看成一个高增益的直耦电压放大单元，有一个信号输出端口(out)和两个同相和反相高阻输入，所以可以用运算放大器来制作同相、反相和差分放大器。运算放大器的供电方式分为双电源供电和单电源供电。对于双电源供电的运算放大器，其输出可以在零电压两侧变化，当差分输入电压为零时，输出也可以置零。单电源供电的运算放大器，输出在电源和地之间的一定范围内变化。通常要求运算放大器的输入电位比负电源高一定值，但比正电源低一定值。特别设计的运算放大器可以允许输入电位在负电源至正电源的整个范围内变化，甚至略高于正电源或略低于负电源。这种运算放大器称为轨到轨输入运算放大器。运算放大器的输出信号与两个输入端之间的信号电压差成比例。在音频部分，输出电压为a0 (e1-e2)，其中a0为运算放大器的低频开环增益(例如100db，即10万倍)，e1为同相端的输入信号电压，e2为反相端的输入信号电压。【运算放大器】是运算放大器的缩写。在实际电路中，一些功能模块通常与反馈网络相结合。因为早期用于模拟计算机中实现数学运算，所以命名为“运算放大器”，一直延续至今。运算放大器是从功能角度命名的电路单元，可以用分立器件实现，也可以用半导体芯片实现。

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我会用十篇左右的文章，把运算放大器最基础的知识介绍清楚。这是第一个。运算放大器这个词既熟悉又陌生。既简单又不简单。说熟悉是因为应用广泛。经常听说，说不熟悉是因为运算放大器内部电路结构非常复杂，很难理解。之所以简单，是因为在设计运算放大器电路时，可以避免晶体管电路复杂的参数计算。不简单，因为很多时候运放并不理想。如果按照理想的运算放大器来设计电路，结果将是错误的。1.什么是运算放大器？运算放大器是运算放大器的缩写。可以实现模拟电量的各种数学运算。但它不是用来在计算器上做加减乘除运算的，而是在模拟信号处理过程中，可能需要对信号进行放大、加减乘除、积分、微分等运算。运算放大器的电路符号为：2、3脚为信号输入，4、7脚为电源输入，6脚为信号输出。输入输出关系：uo=a * (up-un)a是运算放大器的放大倍数，非常非常大，近似无穷大，up和un几乎相等。uo，up，un都是正常值。这个表述乍一看太奇怪了，但确实很有用，大大简化了电路设计，后面会解释。最重要的性质：“虚短”和“虚断”虚短：因为上式中up和un几乎相等，所以引脚2和3近似短路，但并没有真正短路，所以称为虚短。虚断：2、3脚输入阻抗很大，至少1m。所以可以认为pin2和pin3上的输入电流为零，所以称为虚断。2.只要记住uo=a * (up-un)和“虚短”“虚断”，就能理解理想运算放大器的电路。这里不要纠结为什么会这样。以后有机会再介绍。下面是最简单的运算放大器电路：反比例放大器电路。根据虚断原理，运算放大器输入端两个管脚的输入电流为零，所以无论r4的阻值是多少，都有up=0；根据虚短原理，un=up，所以un也等于零。根据基尔霍夫定理，我们可以求出：uo=-rf/r1 * ui。理论上，r2和r1的阻值不会影响放大倍数，但实际运算放大器需要设计r2=r1 || rf，因为这样一来，运算放大器的同相端和反相端的阻抗就会相同。从仿真结果可以看出，反比例放大器的输出与输入波形ui的关系精确了5倍。3.总结理想的运算放大器就是这么简单。我们根本不需要知道运算放大器里面有什么。我们不需要像三极管一样考虑它工作在哪个区。我们不需要考虑米勒效应，输入输出阻抗等。我们只需要用电阻分压的方法就可以得到想要的精确放大倍数。它使用简单，性能良好，这是运算放大器得到广泛应用的重要原因。反比例运算放大器是我们理解运算放大器的第一个例子。也是最简单最基础的应用。后面会慢慢介绍其他电路和实际运算放大器的应用。

运放电路的工作原理

运放电路的工作原理是将被控制的非电量(如温度、转速、压力、流量、照度等)转换成电信号。)通过传感器转换成电信号，然后与给定量比较，得到微弱的偏差信号。因为这种微弱的偏差信号的幅度和功率不足以驱动显示器或执行器，所以需要将这种偏差信号放大到需要的程度，然后驱动执行器或送到仪表上显示。内部原理是有五个管脚，分为正电源和负电源，两个输入一个输出。输入端会有两个电压，输入后会产生一个电压差。电压差加在输入电阻上，里面还有一个压控电压源，会把接收到的一个小电压放大g倍。这个增益非常非常大，然后通过内部输出电阻输出，那么就可以得到一个放大的电压。如果两个输入电压相差很大，并且没有反馈，那么就会形成电压比较。如果上述输入电压比较大，就会产生特别大的增益电压，会达到一个电压的上限。如果上电压比下电压小一点，就会有接近负电压值的下电压值。所以反馈在这个电路中是非常重要的，加上反馈，输入电压就会形成一个相对正常的数学关系，这也是运算放大器最常用的使用方法。