运算放大器

一、计算：运算放大器中涉及的虚短虚断：

题外

uO=Ao d (u +−u− )
Ao d 是开环差模电压增益

虚短虚断的条件：

• 将运放视为理想运放
• 当运放工作在线性区时

题外
理想运放的重要特点：
开环差模电压增益 Ao d=∞
差模输入电阻 ri d=∞
输出电阻 ro=0

两个重要特点：

• 同向输入端和反向输入端的电压，电流相等。

1.虚短：理想运放的差模输入电压等于零

u+=u−;

2.虚断：理想运放的输入电流等于零

i+=i−=0;

题外
集成运放的开环差模电压增益 Ao d 通常很大，如果不采取适当措施，即使在输入端加上很小的电压，仍有可能是运放超出线性工作范围。为了保证集成运放工作在线性区，一般情况下，必须在电路中引入深度负反馈，以减少直接施加在运放两端的净输入电压。

二、实例：3种比例运算电路：

1.反相比例运算电路

公式：

uO=−RfRIuI

R′=R//Rf

输入电阻为Ri=R1

推导过程如下：
iN=0
=>
uI−uNR=uN−uOR′

2.同向比例运算电路

公式：

uo=(1+RfR)uI

R1=R//Rf

输入电阻为Ri=∞

特殊情况：
电压跟随器—输出电压跟输入电压幅值和相位都相同

3.差分比例运算放大器

公式：

uo=RfR（uI2−uI1）

Ri=2R

这3种比例运算电路的优缺点：

①. 明显的，同向输入电路的输入电阻是∞，其余两个输入电阻是特定的值，
②. 相同的，都有很小的输出电阻，能为外部电路提供很大的电流。
③. 设计电路时需注意：
反向比例放大电路的增益可以任意
同向比例放大电路的增益大于或等于1
差分比例放大电路的元件对称性要求很高，自己实现很不现实。
④. 对于反向比例放大器，由于非反相端加了一个电阻接地，又因为 u+=u−; ，所以 u+=u−=0; 叫做虚地
而同向比例放大器，没有虚地。
虚地不虚地对使用运放有关系吗？是有的。反向比例放大器中，不需要考虑 Vcm
而将运放构成正向比例放大器 Vcm 就是一个关键的参数了。如果不满足这个值，就会出现问题，这个 Vcm 到底是什么，请看ti专家的—你是否超越了运放的输入共模区间
在不同公司的手册上，名字不一样，比如： Vcm 、 Vic 、 Vcmr 。

附表一张
|Gain| 与 20log|Gain| （对数增益）

|Gain|	0.01	0.1	0.707	1	2√	2	10	100
20log|Gain|	-40	-20	-3	0	3	6	20	40

表中有这样的规律是：每当放大倍数增加为原来的10倍，相应的对数增益增加20dB。
放大倍数是1时，对数增益是0dB，小于1时是负数，大于1时是正数。