什么是运算放大器?运算放大器原理与应用

运算放大器是模拟电子电路的重点，其应用已非常普遍。

1．集成运放是具有高开环电压放大倍数、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合集成放大电路。

2．运算放大器理想化的主要条件：

(1)开环电压放大倍数为无穷大；

(2)开环输入电阻为无穷大；

(3)开环输出电阻为零；

(4)共模抑制比为无穷大。

由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件，而用理想运算放大器分析电路可使问题大大简化，因此后面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。

3．运算放大器电压传输特性及分析依据

电压传输特性

(1)运放工作在线性区分析依据

u ≈u_–i_d≈0

运放要工作在线性区必须引入负反馈

(2)运放工作在饱和区分析依据(非线性区)

i_d≈0依然成立

u ≈u_–不再成立

当

uO发生跃变

运算放大器在信号运算、处理或产生方面都有广泛的应用，但就其工作状态而言，它无非工作在线性区或非线性区。因此，掌握运放工作在线性区与非线性区的依据是至关重要的。

4．反馈

由于运算放大器的开环电压放大倍数很高，当它工作在线性区时必须引入深度负反馈。因此，它的输出与输入之间的关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构与参数，而与运放本身的参数关系不大。改变输入电路和反馈电路的结构和形式，就可以实现不同的运算。

负反馈的类型有：电压串联负反馈；电压并联负反馈；电流串联负反馈；电流并联负反馈。

反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；从负载电阻靠近“地”端引出的，是电流反馈；(也可将输出端短路，若反馈量为零，则为电压反馈；若反馈量不为零，则为电流反馈。) 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端，是串联反馈；加在同一输入端的是并联反馈；反馈信号使净输入信号减小的，是负反馈。

负反馈的对放大电路工作性能的影响：提高放大电路的稳定性；改善波形失真；

对输入电阻和输出电阻的影响：电压反馈使输出电阻降低；电流反馈使输出电阻增高；串联反馈使输入电阻增高；并联反馈使输入电阻降低；

5．集成运放在信号运算方面的应用

(1) 反相比例运算：输入信号从反相输入端引入的运算便是反相比例运算（如图①）。

图①	图②

(2) 同相比例运算：输入信号从同相输入端引入的运算便是同相比例运算（如图②）。

(3) 加法运算：

如果在反相输入端增加若干输入电路，则构成反相加法运算电路（如图③）。

如图③	如图④

(4) 减法运算：

如果两个输入端都有信号输入，则为差分输入，构成减法运算电路（如图④）。

当和时，则上式为