1、里運算放大器的工作原理放大器的作用：1、能把輸入訊號的電壓或功率放大的裝置，由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成。用在通訊、廣播、雷達、電視、自動控制等各種裝置中。原理:高頻功率放大器用于發射機的末級，作用是將高頻已調波信號進行功率放大，以滿足發送功率的要求，然后經過天線將其輻射到空間，保證在一定區域內的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統中發送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻

2、功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉換器件，它將電源供給的直流能量轉換成為高頻交流輸出在低頻電子線路”課程中已知，放大器可以按照電流導通角的不同，運算放大器原理運算放大器（OperationalAmplifier,簡稱OP、OPA、OPAMP）是一種直流耦合,差模（差動模式）輸入、通常為單端輸出（Differential-in,single-endedoutput）的高增益（gain）電壓放大器，因為剛開始主要用于加法，乘法等運算電路中，因而得名。一個理想的運算放大器必須具備下列特性：無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、

3、無限大的開回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬。最基本的運算放大器如圖1-1o一個運算放大器模組一般包括一個正輸入端（OP_P）、一個負輸入端（OP_N）和一個輸出端（OP_O）。圖1-1通常使用運算放大器時，會將其輸出端與其反相輸入端（invertinginputnode）連接，形成一負反饋（negativefeedback）組態。原因是運算放大器的電壓增益非常大，范圍從數百至數萬倍不等，使用負反饋方可保證電路的穩定運作。但是這并不代表運算放大器不能連接成正回饋(positivefeedback),相反地，在很多需要產生震蕩訊號的系統中，正回饋組態的運算放大器是很常見的組成元件。

4、開環回路圖1-2開環回路運算放大器開環回路運算放大器如圖1-2。當一個理想運算放大器采用開回路的方式工作時，其輸出與輸入電壓的關系式如下：Vout=(V+-V-)*Aog其中Aog代表運算放大器的開環回路差動增益(open-loopdifferentialgai由于運算放大器的開環回路增益非常高，因此就算輸入端的差動訊號很小，仍然會讓輸出訊號飽和(saturation),導致非線性的失真出現。因此運算放大器很少以開環回路出現在電路系統中，少數的例外是用運算放大器做比較器(comparator)，比較器的輸出通常為邏輯準位元的0J與1。閉環負反饋將運算放大器的反向輸入端與輸出端連接起來，放大器電

5、路就處在負反饋組態的狀況，此時通?？梢詫㈦娐泛唵蔚胤Q為閉環放大器。閉環放大器依據輸入訊號進入放大器的端點，又可分為反相(inverting)放大器與非反相(non-inverting)放大器兩種。反相閉環放大器如圖1-3。假設這個閉環放大器使用理想的運算放大器，則因為其開環增益為無限大，所以運算放大器的兩輸入端為虛接地(virtualground),其輸出與輸入電壓的關系式如下：Vout=-(Rf/Rin)*Vin圖1-3反相閉環放大器非反相閉環放大器如圖1-4。假設這個閉環放大器使用理想的運算放大器，則因為其開環增益為無限大，所以運算放大器的兩輸入端電壓差幾乎為零，其輸出與輸入電壓的關系式如

6、下:圖1-4非反相閉環放大器閉環正回饋將運算放大器的正向輸入端與輸出端連接起來，放大器電路就處在正回饋的狀況，由于正回饋組態工作于一極不穩定的狀態，多應用于需要產生震蕩訊號的應用中。理想運放和理想運放條件在分析和綜合運放應用電路時，大多數情況下，可以將集成運放看成一個理想運算放大器。理想運放顧名思義是將集成運放的各項技術指標理想化。由于實際運放的技術指標比較接近理想運放，因此由理想化帶來的誤差非常小，在一般的工程計算中可以忽略。理想運放各項技術指標具體如下:1 .開環差模電壓放大倍數Aod=8；2 .輸入電阻Rid=罟輸出電阻Rod=03 .輸入偏置電流舊1=舊2=0;一%4 .失調電壓UIO

7、、失調電流IIO、失調電壓溫漂&T、失調電流溫漂dT均為零；5 .共模抑制比CMRR=8;6 .-3dB帶寬fH=8；7 .無內部干擾和噪聲。實際運放的參數達到如下水平即可以按理想運放對待：電壓放大倍數達到104105倍；輸入電阻達到105Q;輸出電阻小于幾百歐姆；外電路中的電流遠大于偏置電流；失調電壓、失調電流及其溫漂很小，造成電路的漂移在允許范圍之內，電路的穩定性符合要求即可；輸入最小信號時，有一定信噪比，共模抑制比大于等于60dB;帶寬符合電路帶寬要求即可。運算放大器中的虛短和虛斷含意理想運放工作在線性區時可以得出二條重要的結論：虛短因為理想運放的電壓放大倍數很大，而運放工作在線

8、性區，是一個線性放大電路，輸出電壓不超出線性范圍（即有限值），所以，運算放大器同相輸入端與反相輸入端的電位十分接近相等。在運放供電電壓為力5V時，輸出的最大值一般在1013V。所以運放兩輸入端的電壓差，在1mV以下，近似兩輸入端短路。這一特性稱為虛短，顯然這不是真正的短路，只是分析電路時在允許誤差范圍之內的合理近似。虛斷由于運放的輸入電阻一般都在幾百千歐以上，流入運放同相輸入端和反相輸入端中的電流十分微小，比外電路中的電流小幾個數量級，流入運放的電流往往可以忽略，這相當運放的輸入端開路，這一特性稱為虛斷。顯然，運放的輸入端不能真正開路。運用虛短"、虛斷”這兩個概念，在分析運放線性應用

9、電路時，可以簡化應用電路的分析過程。運算放大器構成的運算電路均要求輸入與輸出之間滿足一定的函數關系，因此均可應用這兩條結論。如果運放不在線性區工作，也就沒有虛短"、虛斷”的特性。如果測量運放兩輸入端的電位，達到幾毫伏以上，往往該運放不在線性區工作，或者已經損壞。重要指標輸入失調電壓UIO一個理想的集成運放，當輸入電壓為零時，輸出電壓也應為零（不加調零裝置）。但實際上集成運放的差分輸入級很難做到完全對稱，通常在輸入電壓為零時，存在一定的輸出電壓。輸入失調電壓是指為了使輸出電壓為零而在輸入端加的補償電壓。實際上是指輸入電壓為零時，將輸出電壓除以電壓放大倍數，折算到輸入端的數值稱為輸入失調

10、電壓，即UIO的大小反應了運放的對稱程度和電位配合情況。UIO越小越好，其量級在2mV20mV之間，超低失調和低漂移運放的UIO一般在1aV20”之間輸入失調電流IIO當輸出電壓為零時，差分輸入級的差分對管基極的靜態電流之差稱為輸入失調電流IIO,即由于信號源內阻的存在，IIO的變化會引起輸入電壓的變化，使運放輸出電壓不為零。IIO愈小，輸入級差分對管的對稱程度越好，一般約為1nAO.IA。輸入偏置電流I舊集成運放輸出電壓為零時，運放兩個輸入端靜態偏置電流的平均值定義為輸入偏置電流，即從使用角度來看，偏置電流小好，由于信號源內阻變化引起的輸出電壓變化也愈小，故輸入偏置電流是重要的技術指標。一般

11、I舊約為1nA0.1aA。輸入失調電壓溫漂UIO/T輸入失調電壓溫漂是指在規定工作溫度范圍內，輸入失調電壓隨溫度的變化量與溫度變化量的比值。它是衡量電路溫漂的重要指標，不能用外接調零裝置的辦法來補償。輸入失調電壓溫漂越小越好。一般的運放的輸入失調電壓溫漂在±1mV/C±20mV/C之間。輸入失調電流溫漂IIO/T在規定工作溫度范圍內，輸入失調電流隨溫度的變化量與溫度變化量之比值稱為輸入失調電流溫漂。輸入失調電流溫漂是放大電路電流漂移的量度，不能用外接調零裝置來補償。高質量的運放每度幾個pA。最大差模輸入電壓Uidmax最大差模輸入電壓Uidmax是指運放兩輸入端能承受的最大

12、差模輸入電壓。超過此電壓，運放輸入級對管將進入非線性區，而使運放的性能顯著惡化，甚至造成損壞。根據工藝不同，Uidmax約為i5V士30V。最大共模輸入電壓Uicmax最大共模輸入電壓Uicmax是指在保證運放正常工作條件下，運放所能承受的最大共模輸入電壓。共模電壓超過此值時，輸入差分對管的工作點進入非線性區，放大器失去共模抑制能力，共模抑制比顯著下降。最大共模輸入電壓Uicmax定義為，標稱電源電壓下將運放接成電壓跟隨器時，使輸出電壓產生1%跟隨誤差的共模輸入電壓值；或定義為下降6dB時所加的共模輸入電壓值。開環差模電壓放大倍數Aud是指集成運放工作在線性區、接入規定的負載，輸出電壓的變化量

13、與運放輸入端口處的輸入電壓的變化量之比。運放的Aud在60120dB之間。不同功能的運放，Aud相差懸殊。差模輸入電阻Rid是指輸入差模信號時運放的輸入電阻。Rid越大，對信號源的影響越小,運放的輸入電阻Rid一般都在幾百千歐以上。運放共模抑制比KCMR的定義與差分放大電路中的定義相同，是差模電壓放大倍數與共模電壓放大倍數之比，常用分貝數來表示。不同功能的運放，KCMR也不相同，有的在6070dB之間，有的高達180dBoKCMR越大，對共模干擾抑制能力越強。開環帶寬BW開環帶寬又稱-3dB帶寬，是指運算放大器的差模電壓放大倍數Aud在高頻段下降3dB所對應的頻率fHo單位增益帶寬BWG是指信號頻率增加，使Aud下降到1時所對應的頻率fT,即Aud為0dB時的信號頻率fT。它是集成運放的重要參數。741型運放的fT=7Hz,是比較低的。轉換速率SR（壓擺率）轉換速率SR是指放大電路在電