运算放大器
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操作原理
放大器的差分输入包括一个非反相输入电压V +与的反相输入电压V -;理想的运算放大器放大只有两个电压的差,这就是所谓的差模输入电压。运算放大器的的输出电压V out由下式给出:
其中Ado代表运算放大器的开环差动增益。
设Ud =V+ - V-,Vout与Ud 开环状态关系如下(图片摘自含运算放大器电路的分析 - 电子技术)
等效电路如下
开环组态
由于运算放大器的开环增益非常高,对于集成运算放大器可以达到100,000以上,因此就算输入端的差动信号很小,仍然会让输出信号饱和,导致非线性的失真出现。因此运算放大器很少以开环组态出现在电路系统中,少数的例外是用运算放大器做比较器进行满幅输出(饱和),输出值通常为逻辑准位的“0”与“1”。
闭环组态
根据输出端连接位置不同分为负反馈和正反馈。
理想运放特性
输入阻抗可视为无穷大(无电流流入)
输出阻抗可视为0
开环增益可视为无穷大
负反馈时V+=V-
闭环分析
根据前面的4条特性以及结点法分析