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运算放大器的参数指标1. 开环电压增益Avd开环电压增益（差模增益）为运算放大器处于开环状态下，对小于200Hz的交流输入信号的放大倍数，即输出电压与输入差模电压之比。
它一般为104~106，因此它在电路分析时可以认为无穷大。
2. 闭环增益AF闭环增益是运算放大器闭环应用时的电压放大倍数，其大小与放大电路的形式有关，与放大器本身的参数几乎无关，只取决于输入电组和反馈电阻值的大小。
反相比例放大器，其增益为AF=－3. 共模增益Avc和共模抑制比当两个输入端同时加上频率小于200Hz的电压信号Vic时，在理想情况下，其输出电压应为零。
但由于实际上内部电路失配而输出电压不为零。
此时输出电压和输入电压之比成为共模增益Avc。
共模抑制比Kcmr=，通常以对数关系表示：Kcmr=20log共模抑制比一般在80~120Db范围内，它是衡量放大器对共模信号抑制能力高低的重要指标。
这不仅是因为许多应用电路中要求抑制输入信号中夹带的共模干扰，而且因为信号从同相端输入时，其两个输入端将出现较大的共模信号而产生较大的运算误差。
4. 输入失调电压在常温（25℃）下当输入电压为零时，其输出电压不为零。
此时将其折算到输入端的电压称为输入失调电压。
它一般为±（0.2~15）mV。
这就是说，要使放大器输出电压为零，就必须在输入端加上能抵消Vio的差值输入电压。
5. 输入偏置电流在常温（25℃）下输入信号为零（两个输入端均接地）时，两个输入端的基极偏置电流的平均值称为输入偏置电流，即IIB=( IIB -＋ IIB+)它一般在10nA~1uA的范围内，随温度的升高而下降，是反映放大器动态输入电阻大小的重要参数。
6. 输入失调电流IIO输入失调电流可表示为IIO=︱IIB -－IIB+∣在双极晶体管输入级运算放大器中，IIO约为（0.2~0.1）IIB -或（0.2~0.1）IIB+。
当IIO流过信号源内阻时，产生输入失调电压。
7．“虚地”是指该点与“地”点相接后，具有“地”点的电位。
（错）8、集成运放不但能处理交流信号，也能处理直流信号。
（对）9、集成运放在开环状态下，输入与输出之间存在线性关系。
（错）10、各种比较器的输出只有两种状态。
（对）11、微分运算电路中的电容器接在电路的反相输入端。
（对）三、选择题：（每小题2分，共16分）1.集成运算放大器能处理（C）。
A、直流信号；B、交流信号；C、交流信号和直流信号。
2. 为使电路输入电阻高、输出电阻低，应引入（A）。
A、电压串联负反馈；B、电压并联负反馈；C、电流串联负反馈；D电流并联负反馈。
3. 在由运放组成的电路中，运放工作在非线性状态的电路是（D）。
A、反相放大器；B、差值放大器；C、有源滤波器；D、电压比较器。
4. 集成运放工作在线性放大区，由理想工作条件得出两个重要规律是（C ）。
A、U＋＝U－＝0，i＋＝i－；B、U＋＝U－＝0，i＋＝i－＝0；C、U＋＝U－，i＋＝i－＝0；D、U＋＝U－＝0，i＋≠i－。
5．分析集成运放的非线性应用电路时，不能使用的概念是（B）。
A、虚地；B、虚短；C、虚断。
6. 集成运放的线性应用存在（C）现象，非线性应用存在（B）现象。
A、虚地；B、虚断；C、虚断和虚短。
7. 理想运放的两个重要结论是（B）。
A、虚短与虚地；B、虚断与虚短；C、断路与短路。
8. 集成运放一般分为两个工作区，它们分别是（B）。
A、正反馈与负反馈；B、线性与非线性；C、虚断和虚短。
四、问答题：1. 集成运放一般由哪几部分组成？各部分的作用如何？答：集成运放一般输入级、输出级和中间级及偏置电路组成。
输入级一般采用差动放大电路，以使运放具有较高的输入电阻及很强的抑制零漂的能力，输入级也是决定运放性能好坏的关键环节；中间级为获得运放的高开环电压放大位数（103～107），一般采用多级共发射极直接耦合放大电路；输出级为了具有较低的输出电阻和较强的带负载能力，并能提供足够大的输出电压和输出电流，常采用互补对称的射极输出器组成；为了向上述三个环节提供合适而又稳定的偏置电流，一般由各种晶体管恒流源电路构成偏置电路满足此要求。
运算放大器电路原理运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种极为重要的电子元器件，广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、差分输入、单端输出等特点，能够放大电压、电流和功率等信号，并提供微弱信号的放大和处理功能。
本文将介绍运算放大器的基本原理及其电路结构。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一个多元件集成电路（IC），通常由几个晶体管、电阻和电容器等元件组成。
它的核心部分是一个差分放大器，具有高增益特性。
运算放大器的输出电压与输入电压之间的关系可以通过下面的公式表示：Vout = Av (V+ - V-)其中，Vout为输出电压，Av为放大器的开环增益，V+和V-分别为非反相输入和反相输入。
二、运算放大器的电路结构运算放大器的电路图可以简化为以下几个主要部分：1.差动放大器：差动放大器是运算放大器的核心部分，它由两个输入电源、两个输入电容和两个晶体管等电路组成。
它的作用是将输入信号进行差分放大，增益高达几千倍。
2.电流镜：电流镜是一个由晶体管组成的电流源，用于提供稳定的电流输出。
它的作用是保持差动放大器的工作点稳定，使得差动放大器的输出可以线性放大。
3.级联放大器：级联放大器由多个差分放大器组成，用于提高整个运算放大器的放大倍数。
每个差分放大器都会放大之前的放大器的输出信号。
4.反馈网络：反馈网络是运算放大器的重要部分，通过它可以实现对输出信号进行控制和调整。
反馈网络可以分为正反馈和负反馈两种形式，具体的选择取决于应用的要求。
三、运算放大器的应用运算放大器在电子电路中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.信号放大：运算放大器可将输入信号放大到所需的幅度，用于增强微弱信号。
2.滤波：运算放大器可以配合电容器和电阻等元件，构成滤波电路，用于滤除不需要的频率成分，提取特定频率的信号。
3.比较器：运算放大器可以作为比较器使用，用于判断输入信号的大小关系，并输出相应的逻辑电平。
运算放大器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号：大中小订阅运算放大器（常简称为“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”，此名称一直延续至今。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。
现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。
历史直流放大电路在工业技术领域中，特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。
如在一些自动控制系统中，首先要把被控制的非电量（如温度、转速、压力、流量、照度等）用传感器转换为电信号，再与给定量比较，得到一个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构，所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度，再去推动执行机构或送到仪表中去显示，从而达到自动控制和测量的目的。
因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号，分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放大。
能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。
运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除比例微分积分等）单元，是模拟电子计算机的基本组成部件，由真空电子管组成。
目前所用的运算放大器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路，集成在一块微小的硅片上。
第一块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的μA741，在60年代后期广泛流行。
直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
358运放是一种常用的运算放大器（Operational Amplifier），具有三个输入端和一个输出端。
它通常被用于电路中的信号放大、滤波、比较和运算等应用。
358运放采用了双电源供电，即正电源和负电源，可以工作在双极性电源或单一供电电源下。
其基本原理如下：
1. 差分放大：358运放的两个输入端称为非反相输入端（+IN）和反相输入端（-IN）。
当+IN比-IN电压高时，输出端会产生正向放大的信号；当+IN比-IN电压低时，则产生反向放大的信号。
2. 开环增益：358运放的开环增益非常高，可以达到几十万甚至更高的倍数。
这意味着当有微弱的信号输入时，输出将得到非常大的放大倍数。
3. 反馈：为了稳定运放的输出，我们常常使用反馈电阻网络将输出信号通过反馈路径接回到运放的输入端。
反馈可以改变运放的放大特性，控制输出的增益和频率响应等。
4. 输入阻抗：358运放的输入阻抗非常高，使得输入信号源不会受到负载的影响。
5. 输出阻抗：358运放的输出阻抗相对较低，可以较好地驱动负载。
需要注意的是，358运放还具有一些特点，如输入和输出范围、偏置电压、共模抑制比等。
这些特性会根据具体型号和制造商而有所差异，建议参考相关的数据手册或技术资料以获取更详细的信息。
总之，358运放是一种常用的运算放大器，通过差分放大、反馈和高开环增益等原理实现信号的放大和处理。
它在电子电路设计和信号处理中具有广泛的应用。
1．集成运算放大器的传输特性及输出电压的动态范围的测试运算放大器输出电压的动态范围是指在不失真条件下所能达到的最大幅度。
为了测试方便，在一般情况下就用其输出电压的最大摆幅U op-p 当作运算放大器的最大动态范围。
输出电压动态范围的测试电路如图1(a）所示。
图中u i为100Hz正弦信号。
当接入负载R L后，逐渐加大输入信号u i的幅值，直至示波器上显示的输出电压波形为最大不失真波形为止，此时的输出电压的峰峰值U op-p就是运算放大器的最大摆幅。
若将u i输入到示波器的X轴，u o输入到示波器的Y轴，就可以利用示波器的X—Y显示，观察到运算放大器的传输特性，如图1 (b) 所示，并可测出U o p-p的大小。
R1R f u o+15V27U OP-PR2 µA741 6 u o0 u iu i34-15V（a）运算放大器输出电压动态范围的测试电路（b运算放大器的传输特性曲线图1（图中：R1 = R2 = 1.2k，R f= 20k）U op-p与负载电阻R L有关，对于不同的R L，U op-p也不同。
根据表1，改变负载电阻R L 的阻值，记下不同R L时的U op-p，并根据R L和U op-p，求出运算放大器输出电流的最大摆幅I op-p = U op-p /R L，填入表1中。
表1R L U op-p I op-p= U op-p / R LR L =R L = 1 kR L = 100运算放大器的U op-p除了与负载电阻R L有关外，还与电源电压以及输入信号的频率有关。
随着电源电压的降低和信号频率的升高，U op-p将降低。
如果示波器显示出运算放大器的传输特性，即表明该放大器是好的，可以进一步测试运算放大器的其它几项参数。
2．集成运算放大器的输入失调特性及其测试方法集成运算放大器的基本电路是差分放大器。
由于电路的不对称性必将产生输入误差信号。
这个误差信号限制了运算放大器所能放大的最小信号，即限制了运算放大器的灵敏度。
运算放⼤器的性能指标⼀.直流指标(静态指标)1.输⼊失调电压（Input offset voltage）2.输⼊失调电压的温漂在实际当中，每个芯⽚的输⼊失调电压并⾮固定不变，输⼊失调电压会随温度的变化⽽漂移，这个参数相当于是对输⼊失调电压的进⼀步补充。
以上参数有些datasheet中除了会给出典型的值外，还会给出不同的输⼊失调电压下的芯⽚的分布⽐例和不同温度的会出现温漂的芯⽚的分布⽐例，⼀般都是符合正态分布的。
3.输⼊偏置电流(Input bias current)理想的运放输⼊阻抗⽆穷⼤，因此不会有电流流⼊输⼊端，⼀般情况下，CMOS和JFET的偏置电流⽐双极性的都要⼩，偏置电流⼀般⽆需考虑。
输⼊偏置电流的值应该是（Ib+ +Ib-）/2.4.输⼊失调电流(Input offset current)输⼊失调电流的值为(Ib+- Ib-)对于⼩信号的处理，运放的选择要选择偏置电流⽐较⼩的。
对于偏置电流的另外⼀种解决⽅案为在地和同相端之间接⼀格电阻，电阻的⼤⼩为Req=R1//R2.5.输⼊共模电压Vicm（Input Voltage common-mode Range）共模输⼊电压Vicm被定义为⼀个电压范围：当超过该范围时，运放停⽌⼯作。
如果输⼊的电压不在此范围之类，运放将停⽌⼯作。
对于有不同输⼊级的运放，其输⼊共模电压是不⼀样的。
由于运放向单电源低电压趋势发展，所以该参数越来越重要。
这个参数是运放选择时⾮常重要的⼀个参数，有些信号通过运放之后可能会出现削顶的情况，可能就是因为这个参数选的不好。
6.共模抑制⽐CMRR (Common-Mode Rejection)共模抑制⽐的定义：差分电压放⼤倍数与共模电压放⼤倍数之⽐（理想运放的这个值为⽆穷⼤，实际中⼀般是数万倍），为了说明差分放⼤电路抑制共模信号及放⼤查分信号的能⼒。
这个性能主要是指运放在差分输⼊的情况下,对共模⼲扰的抑制性能，⼀般⽤单位db来表⽰，这个值⼀般在80db-120db之间。
运算放大器开环电压增益开环电压增益AVOL的定义与量测方法1. AVOL的定义：在不具负反馈情况下(开环路状况下)，运算放大器的放大倍数称为开环增益，简称AVOL 。
AVOL的理想值为无限大，一般约为数千倍至数万倍的间，其表示法有使用dB 及V/mV等，例如μA741C及LM318的AVOL典型值均为200V/mV或106dB。
在运算放大器中为使计算简便而有虚接地(Virtual Ground) 的假设，在此假设AVOL必须越大越容易满足此需接地的条件。
2. AVOL的量测方法：AVOL 的量测方法有很多种，介绍较易量测的方法如下：如图1所示为一种AVOL的测试方式，此图的动作原理很类似图2的电路，除了R4对地的间加入一电压源VA外，并无差别。
图中AUT(Amplifier Under Test)为待测放大器；BUF(Buffer)为缓冲放大器。
如运算放大器输入偏置电流所述，当VA为0V时，由于电路具有负反馈作用，此时的VO1自动趋近于0V，而VO2就等于待测运算放大器输入抵补电压的一千倍；同理，当VA为10V时，由于负反馈的作用，VO1亦自动的平衡于-10V(实际上由于运算放大器皆不可能达到理想状态，故VO1只能趋近于-0V)。
VA等于0V时VO1趋近于 0V，VA等于10V时VO1则趋近于-0V，因此VO1的输出约有10V的变化量，所以我们将此变化量以△VO代替的。
VO1的输出有变化，在该放大器的输入端必也引起相对应的变化，我们将此变化量以△V1代替的。
在图1中待测放大器本身不具有负反馈，因此求出△VO 与△V1的比值即为待测放大器的开环路电压增益(AVOL)。
在量测的技术上，因∆Vi很小，不容易准确测得，故利用缓冲放大器与R1、R2分压的关系，VO2的相对应变化量∆VO2为∆Vi的一千倍(实际上是1001倍)。
因此，我们仅需将∆VO2测出就可以利用1式导出待测放大器AVOL的值。
(1)在上述实验中，VA不一定要用10V代入，用VA为-10V代入亦可，只不过此时V O1会趋近于正10V。
同理VA亦可用±5V 代入，以求取AVOL；但VA不能用大于电源电压的电压源代入，以免使待测放大器进入饱和区或毁损，AVOL是电源电压的函数，以μA741C为例，电源电压为时AVOL约为2×105，但电源电压为±9V时AVOL仅为1×105。
图1 AVOL的量测电路1.#include<reg51.h>2.#include<intrins.h>3.#include "wave.h"4.void da_out(void); //声明函数5.sbit DIN=0x97; //P1.7位定义6.sbit SCLK=0x96; //P1.6位定义7.sbit DACS=0x95; //P1.5位定义8.sbit SWF1 =0x94; //P1.4位定义9.sbit SWF0 =0x93; //P1.3位定义10.sbit WDI =0x92; //P1.2位定义11.sbit FLAG = 0x90;12.IUI word; //IUI即idata unsigned int,在wave.h中预定义13.void main(void)14.{15. IUI i;16. TMOD =0x01; //定时器0方式1;17. TH0=0xff;TL0=0x00; //置定时器0常数;18. TR0=1; //启动定时器019. ET0=1;EA=1; //开定时器中断及总中断20. SWF0=1;SWF1=1; //设P1.3,P1.4为输入21. WDI=1; //看门狗输入置高电平22.while(1)23. {24.for(i=0;i<128;i++)25. {26. FLAG=1; //置标志,FLAG在定时器0中断程序中被清除27. WDI=0;_nop_();WDI= 1;//看门狗复位28.if(SWF1) word=512; //SWF1=1时,DA输出同一量,无正弦信号输出29.else30. {31.if(SWF0) word=waveh[i];//取倍频数字量32.else word=wavel[i]; //取基频数字量33. }34. word=word<<6; //10位数字量移至高位35.while(FLAG); //等待,直至定时器中断程序中清FLA G36. da_out(); //调用DA输出子程序37. }38. }39.}40.void timer0(void) interrupt 1 using 241.{42. TH0=0xff;TL0=0x00;//重置定时器常数43. FLAG=0;//清主程序中的等待标志44.}45.void da_out(void){46. IUI i;47. SCLK =0;_nop_();DACS=0; //准备传送数据48.for(i=0;i<10;i++)49. {50. DIN= (bit)(word&Ox80); //取最高位送数据线51. word = word << 1; //左移,准备下一位传送52. SCLK =1;_nop_();SCLK =0; //一个CLK信号53. }54. DACS= 1;_nop_();SCLK=1; //传送结束55.}hhh1.typedef idata unsigned int IUI;2.int code wavel[]=3.{4. 512,524,537,550,563,698,707,715,723,731,775,775,774,772,770,698,689,679,669,658,5. 512,499,486,473,460,325,316,308,300,292,248,248,249,251,253,325,334,344,354,365,6.};7.int code waveh[]=8.{9. 512,562,611,660,707,753,796,836,874,907,937,963,985,1001,1014,1021,10. 1023,1021,1014,1001,985,963,937,907,874,836,796,753,707,660,611,562,11. 512,46l,412,363,316,270,227,187,149,116,86,60,38,22,9,2,12. 0,2,9,22,38,60,86,116,149,187,227,270,316,363,412,461,13. 512,562,611,660,707,753,796,836,874,907,937,963,985,1001,1014,1021,14. 1023,1021,1014,1001,985,963,937,907,874,836,796,753,707,660,611,562,15. 512,461,412,363,316,270,227,187,149,116,86,60,38,22,9,2,16. 0,2,9,22,38,60,86,116,149,187,227,270,316,363,412,46117.};电子元器件基础知识常用元器件的识别一、电阻电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R15表示编号为15的电阻。
电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容器组合使用）和阻抗匹配等。
参数识别：电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：千欧（KΩ），兆欧（MΩ）等。
换算方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。
数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：472 表示47×102Ω（即4.7K）；104则表示100K色环标注法使用最多，现举例如下：四色环电阻五色环电阻（精密电阻）电阻的色标位置和倍率关系如下表所示：颜色有效数字倍率允许偏差（%）银色/ 10-2 ±10金色/ 10-1 ±5黑色0 100 /棕色1 101 ±1红色2 102 ±2橙色3 103 /黄色4 104 /绿色5 105 ±0.5蓝色6 106 ±0.2紫色7 107 ±0.1灰色8 108 /白色9 109 +5至-20无色/ / ±20二、电容1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C25表示编号为25的电容）。
电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。
电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πf c(f表示交流信号的频率，C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。
电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。
其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。
如：102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF3、电容容量误差表符号FGJKLM允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。
4、故障特点在实际维修中，电容器的故障主要表现为：（1）引脚腐蚀致断的开路故障。
（2）脱焊和虚焊的开路故障。
（3）漏液后造成容量小或开路故障。
（4）漏电、严重漏电和击穿故障。
三、晶体二极管晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。
1、作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。
