《运算放大器基础》课件.ppt

**************运算放大器的工作原理运算放大器是一种高增益的电子器件，通常用于放大微弱信号。它是一种差动放大器，它将两个输入端的电压差放大并输出。1差动放大将两个输入端的电压差放大2高增益放大微弱信号3反馈控制通过负反馈控制输出运算放大器的分类通用运算放大器通用运算放大器是最常见的类型，适用于各种应用，从音频放大到信号处理。精密运算放大器精度高，低噪声，适用于需要高精度和低漂移的应用，例如数据采集和仪器。高速运算放大器高带宽，低延迟，适用于高速信号处理和模拟信号转换，例如数据通信和数字信号处理。专用运算放大器针对特定应用设计，具有独特的功能和特性，例如音频放大器、视频放大器、仪表放大器。理想运算放大器的特性无限大增益理想运算放大器具有无限大的开环增益，这意味着即使输入信号非常小，输出也会被放大到无限大。无限大输入阻抗理想运算放大器具有无限大的输入阻抗，这意味着它不会从信号源汲取任何电流，从而不会影响信号源的输出。零输入电流理想运算放大器没有输入电流，这意味着两个输入端之间没有电流流动。零输出阻抗理想运算放大器具有零输出阻抗，这意味着它可以驱动任何负载而不影响其输出电压。实际运算放大器的特性1有限带宽实际运算放大器在高频情况下性能下降。2非零输入阻抗输入信号会因输入电流而受到影响。3非零输出阻抗输出信号会因负载电流而受到影响。4非理想增益增益并非无限大，且受频率影响。运算放大器的参数开环增益开环增益表示运算放大器没有反馈时输出电压与输入电压之比。它通常非常高，但会随着频率的变化而下降。输入偏置电流输入偏置电流是指运算放大器两个输入端流过的电流之差。它会影响运算放大器的输出电压，需要进行适当的补偿。共模抑制比共模抑制比表示运算放大器对共模信号的抑制能力，反映了运算放大器对差模信号的放大能力。带宽带宽是指运算放大器能够正常工作的频率范围。频率越高，增益越低，反之亦然。偏置电流及其影响运算放大器输入端存在微小的偏置电流，流入或流出输入端。偏置电流会对输入信号造成误差，导致输出信号失真。偏置电流的影响与输入阻抗成反比，输入阻抗越高，影响越小。偏置电流的影响可以通过适当的设计和补偿措施来减小。输入电压失调和补偿1输入电压失调即使输入端电压相等，实际运算放大器的输出端也可能存在非零电压。2失调电压输入电压失调电压通常用Vos表示，它是一个小电压，可以被认为是两个输入端之间的微小电压差。3原因失调电压是由运算放大器内部不匹配引起的，例如晶体管的特性差异和制造工艺的变化。4补偿可以使用外部电位器来补偿失调电压，通过调整电位器来使输出电压为零。共模抑制比(CMRR)定义运算放大器对差模信号的放大倍数与对共模信号的放大倍数之比公式CMRR=Ad/Acm单位分贝(dB)意义衡量运算放大器抑制共模信号的能力CMRR越高，运算放大器对共模信号的抑制能力越强，电路的抗干扰性能越好。开环增益和闭环增益开环增益是指运算放大器没有反馈的情况下，输出电压与输入电压之比。闭环增益是指运算放大器有反馈的情况下，输出电压与输入电压之比。开环增益通常非常高，可以达到几百万甚至上亿倍。而闭环增益则由反馈网络决定，通常远小于开环增益，并且可以精确控制。开环增益闭环增益带宽和增益带宽积运算放大器的带宽是指其能够正常工作的频率范围。增益带宽积是指运算放大器的开环增益与带宽的乘积。增益带宽积是一个重要的参数，它反映了运算放大器的性能，例如信号放大能力和频率响应特性。1MHz带宽运算放大器的带宽通常在1MHz到100MHz之间。10^6增益带宽积增益带宽积通常为10^6Hz。输入和输出阻抗运算放大器输入阻抗指的是输入端对信号源的负载能力。高输入阻抗可以减小信号源的负载，保证信号源的输出电压不变。理想情况下，运算放大器输入阻抗为无穷大，实际情况下，输入阻抗一般在兆欧姆量级。运算放大器输出阻抗指的是输出端对负载的驱动能力。低输出阻抗可以保证输出电压稳定，不受负载变化的影响。理想情况下，运算放大器输出阻抗为零，实际情况下，输出阻抗一般在几十欧姆到几百欧姆之间。1M输入阻抗兆欧姆100输出阻抗欧姆运算放大器的理想电路模型理想运算放大器模型简化了实际运算放大器的复杂性，便于分析和设计电路。理想运算放大器具有无限大的开环增益、零输入阻抗、无限大的输出阻抗、零偏置电流、零输入电压失调和无限带宽。反相放大电路1输入信号通过电阻R1连接到运算放大器的反相输入端2反馈电阻电阻R2连接到运算放大器的输出端和反相输入端3输出信号