学好运算放大器的16个基础知识点.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑学好运算放大器的16个基础知识点 本文主要讲了一下关于学好运算放大器的16个基础学问点，盼望对你的学习有所关心 1、一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻，这个平衡电阻的作用是什么呢? (1) 为芯片内部的晶体管供应一个合适的静态偏置 芯片内部的电路通常都是直接耦合的，它能够自动调整静态工作点，但是，假如某个输入引脚被直接接到了电源或者地，它的自动调整功能就不正常了，由于芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压，也无法拉低电源的电压，这就导致芯片不能满意虚短、虚断的条件，电路需要另外分析 (2)消退静态基极电流对输出电压的影响，大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡，这也是其得名的缘由 2、同相比例运算放大器，在反馈电阻上并一个电容的作用是什么? (1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特殊厉害 (2)防止自激 3、运算放大器同相放大电路假如不接平衡电阻有什么后果? (1)烧毁运算放大器，有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用 4、在运算放大器输入端上拉电容，下拉电阻能起到什么作用? (1)是为了获得正反馈和负反馈的问题，这要看详细连接。

比如我把现在输入电压信号，输出电压信号，再在输出端取出一根线连到输入段，那么由于上面的那个电阻，部分输出信号通过该电阻后获得一个电压值，对输入的电压进行分流，使得输入电压变小，这就是一个负反馈由于信号源输出的信号总是不变的，通过负反馈可以对输出的信号进行矫正 5、运算放大器接成积分器，在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么? (1) 泄放电阻，用于防止输出电压失控 6、为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容? (1)假如你熟识运算放大器的内部电路的话，你会知道，不论什么运算放大器都是由几个几个晶体管或是MOS 管组成在没有外接元件的状况下，运算放大器就是个比较器，同相端电压高的时候，会输出近似于正电压的电平，反之也一样……但这样运放好像没有什么太大的用处，只有在外接电路的时候，构成反馈形式，才会使运放有放大，翻转等功能…… 7、运算放大器同相放大电路假如平衡电阻不对有什么后果? (1)同相反相端不平衡，输入为0 时也会有输出，输入信号时输出值总比理论输出值大(或小)一个固定的数 (2)输入偏置电流引起的误差不能被消退 8、抱负集成运算放大器的放大倍数是多少输入阻抗是多少其同相输入端和反相输入端之间的电压是多少? (1) 放大倍数是无穷大，输入阻抗是无穷小，同向输入和反向输入之间电压几乎相同(不是0哦!!!比犹如向端为10V，反向端为9、999999V)，刚考完电工，还记得! 9、请问，为什么抱负运算放大器的开环增益为无限大? (1)实际的运放开环增益达到10 万以上，特别特别大所以把实际运算放大器理的开环增益想化为无穷大，并由此导出虚地。

(2)导出虚地只是针对反相放大器而言吧 我在书上观察：运算放大器的开环增益无穷大，可以使得我们在设计电路的时候，闭环增益可以不受开环增益的限制，而仅仅取决于外部元件就是牺牲大的开环 增益换取闭环增益的稳定性 (3)导出虚地是针对运放在负反馈接法时不仅仅是反相放大器;正反馈时没有虚地 (4)很好理解假设增益很小，则对于一个输出电压,加在运放两端的电压的差值相对较大，假如接成负反馈状态，就会带来运放两端的电压的不全都，从而引起放大的误差 (5)运放“虚短” 的实现有两个条件： 1 ) 运放的开环增益A 要足够大; 2 ) 要有负反馈电路 先谈第一点，我们知道，运放的输出电压Vo 等于正相输入端电压与反相输入端电压之差Vid乘以运放的开环增益A即 Vo = Vid * A = (VI+ - VI-) * A ( 1 )由于在实际中运放的输出电压不会超过电源电压，是一个有限的值在这种状况下，假如A很大，(VI+ - VI-)就必定很小;假如(VI+ - VI-) 小到某程度，那么我们实际上可以将其看作0，这个时候就会有VI+ = VI-，即运放的同相输入端的电压与反相输入端的电压相等，似乎连在一起一样，这我们称为“虚短路” 。

留意它们并未真正连在一起，而且它们之间还有电阻，这一点肯定要牢记 在上面的争论中，我们是怎样得到“虚短” 的结果的呢? 我们的动身点是公式 ( 1 ) ，它是运放的特性，是没有问题的，我们可以放心然后，我们作了两个重要的假设，一个是运放的输出电压大小有限，这没有问题，运放输出当然不会超过电源， 因此这个假设肯定成立，所以以后我们就不提了其次个是说运放开环增益A 很大一般运放的A 通常都达10 的6、7 次方甚至更高，这个假设一般没问题，但不要遗忘，运放的实际开环增益还与其工作状态有关，离开了线性区，A 就不肯定大了，所以，这其次个假设是有条件的，我们也先记住这一点 因此我们知道，当运放的开环增益A 很大时，运放可以有“虚短” 但这只是可能性，不是自动就实现的，任凭拿一个运放说它的两个输入端是“虚短” 没有人会信任虚短” 要在特定的电路中才能实现 “虚短” 存在的条件是： 1 ) 运放的开环增益A 要足够大; 2 ) 要有负反馈电路 明白了“虚短” 得条件后我们就很简单推断什么时候能什么时候不能用“虚短” 作电路分析了在实际上，条件( 1 ) 对绝大多数运放都是成立的，关键要看工作区域。

假如是书上的电路，通过计算推断;假如是实际电路，用仪器量运放输出电压是否合理即可知道与“虚短” 相关的还有一种状况叫“虚地” ，就是有一个输入端接地时的“虚短” ，不是新状况有些书上说要深度负反馈条件下才能用“虚短” ，我觉得这不精确     ，我认为这样说的潜思索是，在深度负反馈的状况下运放更可能工作性区但这不是肯定的，输入信号太大时，深度负反馈的运放照样进入饱和 所以，应当以输出电压值推断最牢靠 10、将输入信号直接加到同相输入端,反相输入端通过电阻接地,为什么U_ = U+ =Ui≠0?不是虚地吗? 问题补充：构成虚短要满意肯定的条件那构成虚地也要满意肯定的条件?是什么?为什么? (1) 在同相放大电路中，输出通过反馈的作用，使得U(+)自动的跟踪U(-)，这样U(+)-U(-)就会接近于0 似乎两端短路，所以称“虚短” (2)由于虚短现象和 运放的输入电阻很高，因而流经运放两个输入端的电流很小，接近于0，这个现象叫“虚断”(虚断是虚短派生的，不要以为两者冲突) (3)虚地是在反相运放电 路中的，(+)端接地，(-)接输入和反馈网络由于虚短的存在，U(-)和U(+)[电位等于0]很接近，所以称(-)端虚假接地——“虚地” (4)关 于条件：虚短是同相放大电路 闭环(简洁说就是有反馈)工作状态的重要特征，虚地是反相放大电路在闭环工作状态下的重要特征。

留意理解虚短的条件(如“接近相等”)，应当就ok 11、总觉得运算放大器这个模型有点蹊跷，首先就是“虚短”，由于“虚短”，当运算放大器接成同相放大器时，两输入端的电位是相同的，这时假如测量输入端的波形，将是同样的，这就好比是共模信号，其实，在两输入端上还是有微小的差模信号，只是一般仪器测不出来，可是，这样一来，由于“虚短”就人为(由于虚短是深度负反馈的结果，是人为的)的增大了两输入端的共模信号，这样就对运算放大器的 性能构成挑战为什么运算放大器要这么使用? (1)同相放大器的共模信号比反相放大器大得多对共模抑制比要求高 (2)我对“同、反 相两种放大器的共模信号抑制力量”的看法运放共模信号抑制比的优劣(db值)主要取决于运放内部(仅仅是内部)差动放大器的对称程度及增益这很明显，没有任何运放供应其共模抑制比的同时，附加了外部电路的结构条件对于单端输入，无论是同相还是反相，其等效共模值均是输入值的一半但因同相放大的输入阻抗通常大于反相放大，其抗干扰的力量当然差些 如前述，反相输入时，反相端电压几乎为零，所以差分对管集电极电压只有一管变化同相输入时，反相端的电压和同相端电压相等，故共模电压和输入电压等值!也就是说所以差分对管集电极电压除了有两管有同时朝不同方向变化的部格外还有 朝同方向变化的量，这就是共模输出电压。

它和其中某一管的电压是同相相加的因此简单导致该管趋于饱和(或者截止)，所幸共模电压的放大只是差模放大倍数的数万分之一 上面所述，并不说明该放大器的差模输入和共模输入的共模抑制抑制比不同!应当是同相输入会附加一个与输入量等值的共模信号!因此对于输入信号较大时要慎用同相放大模式 12、为什么运放一般要反比例放大? 反相输入法与同相输入法的重大区分是： 反相输入法，由于在同相端接一个平衡电阻到地，而在这个电阻上是没有电流的(由于运算放大器的输入电阻极大)，所以这个同相端就近似等于地电位，称为“虚 地”，而反相端与同相端的电位是极接近的，所以，在反相端也存在“虚地”有虚地的好处是，不存在共模输入信号，即使这个运算放大器的共模抑制比不高，也保证没有共模输出而同相输入接法，是没有“虚地”的，当使用单端输入信号时，就会产生共模输入信号，即使使用高共模抑制比的运算放大器，也还是会有共模输出的 所以，一般在使用时，都会尽量采纳反相输入接法 13、有的运放上电后即使不输入任何电压也会有输出，而且输出还不小，所以常常用VCC/2 作为参考电压 (1)运放在没有任何输入的状况下有输出， 是由运放本身的设计结构不对称造成的，即产生了我们常说的输入失调电压Vos，它是运放的一个很重要的性能参数。

运放常用VCC/2 作为参考电压 是由于该运放处在单电源工作状态下，在此时运放真正的参考是VCC/2，故常在运放正端供应一个VCC/2 的直流偏置，在正负双电源供电时还是常以地为参考的 运放的选择需留意许多事项，在不是很严格的条件下，常需考虑运放的工作电压、输出电流、功耗、增益带宽积、价格等当然，当运放在特别条件下使用时，还需考虑不同的影响因子 14、为什么由运算放大器组成的放大电路一般都采样反相输入方式? (1)反相 输入法与同相输入法的重大区分是： 反相输入法，由于在同相端接一个平衡电阻到地，而在这个电阻上是没有电流的(由于运算放大器的输入电阻极大)， 所以这个同相端就近似等于地电位，称为“虚地”，而反相端与同相端的电位是极接近的，所以，在反相端也存在“虚地”有虚地的好处是，不存在共模输入信号，即使这个运算放大器的共模抑制比不高，也保证没有共模输出而同相输入接法，是没有“虚地”的，当使用单端输入信号时，就会产生共模输入信号，即使使用高共模抑制比的运算放大器，也还是会有共模输出的所以，一般在使用时，都会尽量采纳反相输入接法 (2)正相是振荡器，反相才能稳定放大器，接入负反馈 (3)从原理上看,接成同相比例放大电路是可以的。

但实际应用时被放大的信号(也就是差模信号)往往很小， 此时就要留意抑制噪声(通常表现为共模信号)而同相比例放大电路对共模信号的抑制力量很差，需要放大的信号会被沉没在噪声中，不利于后期处理所以一般 选择抑制力量较好的反相比例放大电路 15、 运放的重要特性? (1)假如运放两个输入端上的电压均为0V，则输出端电压也应当等于0V但事实上，输出端总有一些电压，该电压称为失调电压VOS假如将输出端的失调电压除以电路的噪声增益，得到结果称为输入失调电压 或输入参考失调电压这个特性在数据表中通常以VOS 给出VOS 被等效成一个与运放反相输入端串联的电压源必需对放大器的两个输入端施加差分电压，以 产生0V输出 (2)抱负运放。