运算放大器01

运算放大器01

什么是运算放大器：运算放大器简称运放。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学计算，故得名“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元。能对信号进行加、减、乘、积分、和微分等数学运算的放大器。

直白来说就是用来数学运算的。

首先运放放大器和电压比较器放大的都是差分信号，依旧用上次的电压比较器的简化图来描述。运放不加负反馈就是电压比较器：比较器放大倍数是无穷大，输出为所给的最高或最低电压，而运放在不加负反馈的情况下放大倍数也接近无穷大，相当于比较器，但接入负反馈后就有了可控倍数。

差分就是和电压比较器一样：V+减V-

所谓负反馈：就是把输出电压接到V-上

如图就是个简单的负反馈电路。

还有就是用运放做比较器和用专业比较器芯片的区别（可不看）：

1.比较器的翻转速度快，大约在纳秒数量级，而运放翻转速度一般为微妙数量级（特殊的高速运放除外）

2.运放可以接入负反馈，而比较器则不能使用负反馈，虽然比较器也有同相和反相两个输入端，但因为其内部没有相位补偿电路，所以，如果接入负反馈，电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路，这也是比较器比运放速度快很多的原因。

3.运放的输出级一般采用推挽式电路，双极性输出（电压比较器里有，高低电平的驱动能力都强）。而多数比较器输出级为集电极开路结构（需要上拉电阻），单极性输出，容易和数字电路连接。

运放实现乘法运算：

1.同向比例运算放大器：首先不管同向还是接下来的反向，都是在负反馈的基础上，分析时也用运放（负反馈）的规则。输入信号从同向输入端（V+）输入的运算叫同向运算。（则从V-输入叫反向运算）。

首先要认识两个运放法则（负反馈）：

1.没有电流流入或流出输入端（虚断）

2.运放会尝试保持输入端电压相等（虚短）

也就是和断路和短路类似，用这两个分析电路。

V-处虚断则无电流，V+和V-虚短，则流经R1，RF的电流有Vin来算，要算VOUT，就先算他的电流。

可知VOUT=UR1+URF=（Vin/R1)*R1+(Vin/R1)*RF=Vin+Vin*(RF/R1)=Vin*(1+RF/R1)     输出电压

则AV(放大倍数）=1+RF/R1     差分电压放大倍数

如图为乘法反向，依旧是运放规则分析，V+虚断，V-和V+虚短，则VOUT为－，输出反向

VOUT=-URF=-(Vin/R1)*RF=-Vin*RF/R1     输出电压

AV(放大倍数）=-RF/R1       差分电压放大倍数