一、基本概念

運算放大器簡稱運放，是一種模擬電路實現(xiàn)的集成電路，可以對信號進行很高倍數(shù)的放大。 一般有正相輸入端、反相輸入端、輸出端口、正電源、負電源等接口。

運放可工作在飽和區(qū)、放大區(qū)，其中放大區(qū)極其陡峭，因為運放的放大倍數(shù)非常大，可能數(shù)萬倍以上。 實際運用中會引入負反饋。

1. 一些端口介紹

正相輸入端 Vp

反相輸入端 Vn

Vcc 正電源

Vee 負電源

Vout 輸出端口

2. 虛短的概念

當引入深度負反饋時，在理想情況下，兩個輸入端的電位相等，就好像兩個輸入端短接在一起，但事實上并沒有短接，所以稱為“虛短”。

3. 虛斷

在理想情況下，輸入斷電阻極大，流入運放的電流近仿為零，可以近似看為斷路狀態(tài)。

二、常見電路

1. 比較器

運算放大器比較簡單的應用就是比較器。

當正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓時，輸出正電源電壓;

當反相輸入端電壓高于正相輸入端電壓時，輸出負電源電壓。

實際情況中輸出電壓達不到電源最大值，會略低一點。

(1)實驗電路

(2)仿真輸出波形

上圖中很陡峭的那個區(qū)域，是運放工作在放大區(qū)的區(qū)域 。

2. 反相放大器

引入負反饋后，運放可以工作在放大區(qū)。

(1)電路原理圖

(2)電路分析

從虛斷特性推導出 Ip = In =0

由 Ip =0推導出 R2 上沒有電壓 => Up =0

由于負反饋電路，存在虛短特性，=> Un = Up =0

可推導出

進一步推導出

即輸出和輸入是反相放大關系。

(3)仿真結果

3. 反向求和電路

(1)原理圖

(2)計算公式

(3)仿真結果

代入上面公式，可得峰值電壓 -3V~+3V，示波器顯示如下：

加法器的一個應用場景是混音器，多種音頻信號通過加法器連接在一起，經(jīng)過放大后輸出 。

4. 同相比例放大電路

(1)電路

這里 R1=R2=R

(2)公式

(3)仿真

更多運放電路以后再慢慢學習，這里先列上面幾個作為入門學習。