运算放大器 Operational Amplifier（简略）

运算放大器 Operational Amplifier（简略）

1. 定义和工作原理

基本结构

​ 运算放大器通常有两个输入端，分别为同相输入端（用 “+” 表示）和反相输入端（用 “-” 表示），以及一个输出端。此外，还需要正负电源供电，以保证放大器能够正常工作。

理想运算放大器特性

在分析运算放大器电路时，通常先将其视为理想运算放大器，具有以下特性：

• 开环增益无穷大：理想运算放大器的开环电压增益A_od趋近于无穷大，即 \(A_{od}=\frac{U_{out}}{Un-Up}\)，其中,U_out是输出电压，U_n和U_p 分别是同相输入端和反相输入端的电压。
• 输入电阻无穷大：理想运算放大器的输入电阻R_i为无穷大，意味着流入两个输入端的电流 i₊和i_- 都为零，即 i₊=i_-=0 。(虚断)
• 输出电阻为零：理想运算放大器的输出电阻R₀为零，这意味着无论负载如何变化，输出电压都不会受到影响。

工作原理如下图：

2. 常见运放电路

2.1 运放的负反馈电路

2.2 同向比例运算

3. proteus仿真

反向放大器 仿真电路：
计算方法：
由欧姆定律和基尔霍夫定律，得：
Gain = Vout/Vin = - R2/R
Vout = -R2/R1 × Vin

波形结果：

带入输入vin结果，与计算一致