集成运算放大器课件.pptVIP

集成运算放大器概述集成运算放大器是一种高增益、低成本、广泛应用于电子电路中的模拟器件。它主要由差分放大器、共发射极放大器和电流镜等电路组成。

集成运算放大器的结构和工作原理集成运算放大器(OPAmp)通常由差分放大器、中间级放大器和输出级放大器组成。差分放大器用于放大两个输入信号之间的差异，中间级放大器用于提高放大倍数，输出级放大器用于提供较大的输出电流。集成运算放大器的核心是差分放大器，其工作原理是利用两个晶体管之间的电流差来放大输入信号，并将放大后的信号传送到输出端。集成运算放大器的工作原理基于负反馈原理。反馈网络将输出信号的一部分反馈到输入端，与输入信号进行比较，从而控制输出信号的大小。当输出信号的变化与输入信号的变化相同时，反馈网络会使输出信号保持稳定。

理想运算放大器的特性无限大的开环增益理想运算放大器的开环增益无限大，即使输入信号非常小，输出信号也可以无限放大。零输入阻抗理想运算放大器的输入阻抗为零，意味着电流不会流入输入端，输入信号不会受到负载的影响。无限大的输出阻抗理想运算放大器的输出阻抗无限大，意味着可以驱动任何负载，输出电压不受负载的影响。零输出电阻理想运算放大器的输出电阻为零，意味着可以提供无限大的电流，能够驱动任何负载。

理想运算放大器的等效电路模型理想运算放大器具有无限大的输入阻抗，无限小的输出阻抗，以及无限大的开环增益。为了简化分析，可以将理想运算放大器等效成一个由两个理想电流源组成的模型，其中一个电流源代表输入电流，另一个电流源代表输出电流。在实际应用中，运算放大器并非理想器件，其输入阻抗和输出阻抗并非无限大或无限小，开环增益也不可能无限大。因此，需要考虑运算放大器非理想特性的影响，并将其等效成一个非理想的电路模型。

理想运算放大器的放大和反馈电路1放大电路运算放大器本身就是一个高增益放大器。2反馈电路将输出信号的一部分反馈到输入端，形成闭环控制。3闭环控制反馈信号与输入信号相加，改变放大器的增益和稳定性。反馈网络可以是电阻网络、电容网络或其他电路。通过选择不同的反馈网络，可以实现不同的运算放大器电路功能。

运算放大器的参数指标参数指标描述开环电压增益(AOL)放大器无反馈时的电压增益输入失调电压(VOS)当输入端电压为零时，输出端电压的偏移量输入失调电流(IOS)输入端流过输入阻抗的电流共模抑制比(CMRR)放大器对共模信号的抑制能力输入噪声电压(VIN)输入端的噪声电压输出摆幅(VOS)输出电压的最高和最低值输出阻抗(ROUT)输出端等效的阻抗

常用运算放大器集成电路的型号及其特点LM741LM741是一款经典的通用运算放大器，具有较高的增益和带宽，广泛应用于模拟电路中。价格低廉通用性强功耗较低OP07OP07是一款低噪声、低漂移运算放大器，适合用于高精度测量和信号处理。噪声低漂移小精度高LM358LM358是一款双路运算放大器，具有高输入阻抗和低输出阻抗，适用于音频放大和滤波等应用。双路运算放大器高输入阻抗低输出阻抗TL081TL081是一款高速、低功耗运算放大器，适用于高频信号处理和快速采样等应用。高速低功耗频率响应快

反相运算放大器电路的工作原理输入信号输入信号经电阻R1接入运算放大器的反相输入端，同时接地。放大倍数运算放大器对输入信号进行放大，放大倍数由电阻R1和R2决定，计算公式为-R2/R1。输出信号放大后的信号经电阻R2输出，输出信号与输入信号相位相反，因此被称为反相运算放大器。虚拟短路由于运算放大器具有极高的开环增益，反相输入端和非反相输入端之间的电压差几乎为零，形成虚拟短路。

反相运算放大器电路的等效分析反相运算放大器电路等效分析需要将理想运算放大器等效为一个电压控制电压源，即一个电压增益无限大、输入电阻无限大、输出电阻为零的理想电压源。该等效模型可以方便地分析和计算反相运算放大器电路的增益、输入阻抗和输出阻抗等参数，同时可以解释反相运算放大器电路的工作原理。

反相运算放大器电路的应用放大电路反相运算放大器电路可用于信号放大，将微弱的信号放大到可用的水平。滤波电路通过合理选择电阻和电容，可设计各种类型的滤波电路，用于消除信号中的噪声。音频处理应用于音频信号的处理，例如混音、均衡、音效等。信号转换可用于模拟信号与数字信号之间的转换，例如数模转换器和模数转换器。

非反相运算放大器电路的工作原理1输入信号直接连接到运算放大器的非反相输入端2反馈网络将运算放大器的输出信号的一部分反馈到非反相输入端3输出信号放大后的信号非反相运算放大器电路的工作原理是将输入信号直接连接到运算放大器的非反相输入端，同时利用反馈网络将运算放大器的输出信号的一部分反馈到非反相输入端。反馈信号与输入信号叠加，从而实现对输入信号的放大。

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