【 1. 什么是集成運(yùn)放 】

全稱為：集成運(yùn)算放大器

我們拆解來(lái)看：

集成：將電路封裝，留出接口，使其模塊化，便于移植。

運(yùn)算：這里涉及到的是一些數(shù)學(xué)運(yùn)算，不過(guò)這里的運(yùn)算對(duì)象不是簡(jiǎn)單的數(shù)字，而是電參量，是對(duì)電參量進(jìn)行了加減乘除、積分、微分等計(jì)算。

放大器：就是把電參量進(jìn)行放大，比如把電壓從1V放大至5V。

總的來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)內(nèi)部元器件的電參量關(guān)系將電參量進(jìn)行運(yùn)算，達(dá)到放大的目的。

【 2. 集成運(yùn)放的電壓傳輸特性 】

集成運(yùn)放有 同相輸入端 UP和 反相輸入端 UN，這里的“同相”、“反相”是指運(yùn)放的輸入電壓UP、UN與輸出電壓UO之間的相位關(guān)系。

從外部看，可以認(rèn)為集成運(yùn)放是一個(gè)雙端輸入、單端輸出，具有高差模放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻、能較好地抑制溫度漂移的 差分放大電路 。

集成運(yùn)放的輸出電壓UO與輸入電壓即同相輸入端與反相輸入端之間的電位差UP-UN之間的關(guān)系曲線稱為 電壓傳輸特性 ，即：UO=f(UP-UN)。對(duì)于正、負(fù)兩路電源供電即 雙電源供電的集成運(yùn)放的電壓傳輸特性 如圖4.1.2(b)所示。從圖示曲線可以看出，集成運(yùn)放有線性放大區(qū)域(稱為線性區(qū))和飽和區(qū)域(稱為非線性區(qū))兩部分。在線性區(qū)，曲線的斜率為電壓放大倍數(shù);在非線性區(qū)，輸出電壓只有兩種可能的情況，+UOM或-UOM。

由于集成運(yùn)放放大的是差模信號(hào)，且沒(méi)有通過(guò)外電路引入反饋，故稱其電壓放大倍數(shù)為差模開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，記作Aod，因而當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)有：uo= Aod(uP- uN)，通常Aod非常高，可達(dá)幾十萬(wàn)倍，因此 集成運(yùn)放電壓傳輸特性中的線性區(qū)非常之窄。

集成運(yùn)放的三大特性：虛短、虛斷、虛地

虛短：UP=UN，兩輸入端電壓相等。

虛斷：IP=IN=0，兩輸入端的輸入電流為0。

虛地：UP=UN=0，當(dāng)信號(hào)反向輸入時(shí)存在（即信號(hào)從負(fù)輸入端流進(jìn)，而正輸入端接地）

【 3. 比例運(yùn)算電路 】

1. 反相比例

虛短：uP=uN

虛斷：iN=iP=0

虛地：uN=uP=0

2. 同相比例

相比反向比例放大，同向比例放大具有較高的輸入阻抗，這是因?yàn)橥虮壤糯笮盘?hào)輸入端直接接入運(yùn)放的輸入端，沒(méi)有任何扇出，而反向比例放大有扇出。

3. 電壓跟隨器

將輸出電壓全部反饋到反向輸入端，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。

電壓跟隨器有 高輸入阻抗、低輸出阻抗 的特點(diǎn)，故其可以在多級(jí)電路中起到阻抗匹配、隔離的作用。

虛短：uP=uN

虛斷：iP=iN=0

對(duì)于左圖來(lái)說(shuō)：

對(duì)于右圖來(lái)說(shuō)：

【 4. 加減運(yùn)算電路 】

1. 求和

反相求和運(yùn)算電路

同相求和運(yùn)算電路

2. 加減運(yùn)算電路

我們采用疊加定理來(lái)求

改進(jìn)型差放：
在使用單個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成的加減運(yùn)算電路時(shí)，存在兩個(gè)缺點(diǎn)：一是電阻的選取和調(diào)整不方便，而是對(duì)于每個(gè)信號(hào)源的輸入電阻均較小（即相對(duì)于信號(hào)源內(nèi)阻，電路的輸入阻抗較小）。
因此可以采用下圖的兩級(jí)電路實(shí)現(xiàn)差分比例運(yùn)算。

【 5. 積分運(yùn)算電路 】

當(dāng)輸入為階躍信號(hào)時(shí)，輸出為；
當(dāng)輸入為方波信號(hào)時(shí)，輸出為三角波；
當(dāng)輸入為正弦波信號(hào)時(shí)，輸出為余弦波。

【 6. 微分運(yùn)算電路 】

實(shí)用型微分運(yùn)算電路：

在上圖所示基本微分運(yùn)算電路中，無(wú)論是輸入電壓產(chǎn)生階躍變化，還是脈沖式大幅值干擾，都會(huì)使得集成運(yùn)放內(nèi)部的放大管進(jìn)入飽和或截止?fàn)顟B(tài)，以至于即使引號(hào)消失，管子還不能脫離狀態(tài)回到放大區(qū)，出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象，電路不能正常工作；同時(shí)，由于反饋網(wǎng)絡(luò)為滯后環(huán)節(jié)，它與運(yùn)放內(nèi)部的滯后環(huán)節(jié)相疊加，易于滿足自激震蕩的條件，從而使電路不穩(wěn)定。

為解決上述問(wèn)題，常在輸入端串聯(lián)一個(gè)電阻R1以限制輸入電流，也就限制了電阻R中的電流；在反饋電阻R上并聯(lián)穩(wěn)壓二極管，以限制輸出電壓幅值，保證集成運(yùn)放中的放大管始終工作在放大區(qū)，不至于出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象；在R上并聯(lián)小電容C，起相位補(bǔ)償?shù)淖饔茫岣唠娐贩€(wěn)定性。

如下圖所示，輸入電壓與輸出電壓成近似微分的關(guān)系，若輸入電壓為方波，且(RC<(T為方波的周期)，則輸出為尖頂波)。

【 7. 對(duì)數(shù)運(yùn)算電路 】

【 8. 指數(shù)運(yùn)算電路 】

【 9. 儀表放大器 】

儀表放大器具有高輸入阻抗和高共模抑制比。

【 10. 經(jīng)典放大電路 】

該電路可提供偏置電壓以及對(duì)輸入信號(hào)交流成分放大。

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