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运算放大器及应用(1)
主讲:钟洪声
运算放大器(OperationalAmplifier)
运算放大器(简称OP、OPA、OPAMP)是
一种直流耦合,差模(差动模式)输入、通
常为单端输出(Differential-in,single-
endedoutput)的高增益(gain)电压放
大器,因为刚开始主要用于加法,乘法等运
算电路中,因而得名。
运算放大器广泛应用于家电,工业以及科学
仪器领域。一般用途的集成电路运算放大器
成本很低,运算放大器的设计已经非常可靠。
运算放大器基础
n常用符号
反相输入端-∞
+输出端
同相输入端+
uV:同相输入端(non-invertinginput)
+
uV:反相输入端(invertinginput)
−
uVout:输出端(output)
uV:正电源端(亦可能以V、V或+V表示)
S+DDCCCC
uV:负电源端(亦可能以V、V或-V表示)
S−SSEECC
差模输入电压:uD=uP-uN
共模输入电压:u=(u+u)/2
CPN
输出电压:uO
主要功能
只要uD增加很少很少一点,uO就会增加很多很多!!!
而uC改变时,uO改变不大
uA(uu)
OdPN
A称为差模电压放大倍数
d
可达数百万倍
理想运算放大器(idealOP-AMP)
一个理想的运算放大器
应具备下列特性:
无限大的输入阻抗(Zin=∞):理想的运算放
大器输入端不容许任何电流流入,即上图中的V与V两端点的电流信号恒为零,亦即
+-
输入阻抗无限大。
趋近于零的输出阻抗(Zout=0):理想运算放大器的输出端是一个完美的电压源,无
论流至放大器负载的电流如何变化,放大器的输出电压恒为一定值,亦即输出阻抗为
零。
无限大的开环增益(A=∞):理想运算放大器的一个重要性质就是开环的状态下,对
d
输入端的差动信号有无限大的电压增益,这个特性使得运算放大器十分适合在实际应
用时加上负反馈组态。
无限大的共模抑制比(CMRR=∞):理想运算放大器只能对V与V两端点电压的差值
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