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運(yùn)算放大器詳解
發(fā)布時(shí)間：2024-04-20 17:46:51 瀏覽：283次
運(yùn)算放大器（Operational Amplifier，簡(jiǎn)稱 Op-Amp）是一種集成電路，是電子電路中常用的一種重要器件。它具有高增益、 高輸入阻抗、低輸出阻抗、寬帶寬等特性，廣泛應(yīng)用于模擬電路和信號(hào)處理領(lǐng)域。
運(yùn)算放大器有兩個(gè)輸入端（非反相輸入端和反相輸入端）、一個(gè)輸出端和供電端。典型的運(yùn)算放大器符號(hào)為一個(gè)三角形，表示放大器的差分輸入和一個(gè)箭頭指向輸出端。
運(yùn)算放大器的特點(diǎn)包括：
高增益：運(yùn)算放大器通常具有很高的開(kāi)環(huán)增益，可以達(dá)到幾萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)倍。
高輸入阻抗：運(yùn)算放大器的輸入阻抗很大，因此可以減小外部電路對(duì)其影響。
低輸出阻抗：運(yùn)算放大器的輸出阻抗很小，可以驅(qū)動(dòng)負(fù)載電路而不受太大影響。
可調(diào)節(jié)增益：通過(guò)反饋電路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)算放大器的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)。
穩(wěn)定性好：在設(shè)計(jì)合理的反饋電路的情況下，運(yùn)算放大器具有很好的穩(wěn)定性。
運(yùn)算放大器可以用于信號(hào)放大、濾波、積分、微分、比較器等多種電路中。在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要配合其他元件（如電容、電阻）組成各種功能模塊來(lái)完成特定的電路功能。
如下圖所示為一個(gè)理想運(yùn)算放大器。
理想運(yùn)放的輸入電流為0，增益為無(wú)窮大，即放大倍數(shù)為無(wú)窮大，V+ = V- = 0，輸出阻抗也為0，意味著其負(fù)載能力很強(qiáng)，但是理想運(yùn)放現(xiàn)實(shí)中并不存在。
反相放大器
根據(jù)虛短，可得到：V+ = V- = 0 (1)
根據(jù)虛斷，可得到：I1 = I2 = 0 (2)
I1 = ( Vin- V-) / R1 (3)
I2 = (V- - Vout) / R2 (4)
聯(lián)立公式(1)(2)(3)(4)可求得 Vout / Vin = - (R2 / R1)，即Vout = -Vin (R2 / R1)
假設(shè)：R2 = 10K，R1 = 1K，Vin = - 0.5V，即Vout = 5V，即將Vin信號(hào)放大了10倍。注意Vin要給一個(gè)反相電壓，硬件連接時(shí)將電源的正端接到GND，電源負(fù)端接到Vin。
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