差分运放运算放大器

运放差分放大电路原理知识介绍文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]差分放大电路（1）对共模信号的抑制作用 差分放大电路如图所示。

特点：左右电路完全对称。

原理：温度变化时，两集电极电流增量相等，即C2C1I I ∆=∆，使集电极电压变化量相等，CQ2CQ1V V ∆=∆，则输出电压变化量0C2C1O =∆-∆=∆V V V ，电路有效地抑制了零点漂移。

若电源电压升高时，仍有0C2C1O =∆-∆=∆V V V ，因此，该电路能有效抑制零漂。

共模信号：大小相等，极性相同的输入信号称为共模信号。

共模输入：输入共模信号的输入方式称为共模输入。

（2）对差模信号的放大作用 基本差分放大电路如图。

差模信号：大小相等，极性相反的信号称为差模信号。

差模输入：输入差模信号的输入方式称为差模输入。

在图中，I 2I 1I 21v v v =-=， 放大器双端输出电压o v ??I v I v I v C2C1)21(21v A v A v A v v =--=-差分放大电路的电压放大倍数为可见它的放大倍数与单级放大电路相同。

（3）共模抑制比共模抑制比CMR K ：差模放大倍数d v A 与共模放大倍数c v A 的比值称为共模抑制比。

缺点：第一，要做到电路完全对称是十分困难的。

第二，若需要单端输出，输出端的零点漂移仍能存在，因而该电路抑制零漂的优点就荡然无存了。

改进电路如图（b）所示。

在两管发射极接入稳流电阻R。

使其即有高的e差模放大倍数，又保持了对共模信号或零漂强抑制能力的优点。

在实际电路中，一般都采用正负两个电源供电，如图所示（c）所示。

差分放大电路一. 实验目的:1．掌握差分放大电路的基本概念；2．了解零漂差生的原理与抑制零漂的方法；3．掌握差分放大电路的基本测试方法。

二. 实验原理:1.由运放构成的高阻抗差分放大电路图为高输入阻抗差分放大器,应用十分广泛.从仪器测量放大器,到特种测量放大器,几乎都能见到其踪迹。

差分放大电路的输出信号也是差分信号，可以直接驱动其他差分电路或通过单端转 差分的转换电路转换为单端信号。
差分放大电路的应用
差分放大电路广泛应用于各种模拟电路中，如 音频信号处理、通信系统、测量仪器等。
在高速数字电路中，差分信号传输可以有效地 抑制电磁干扰（EMI），因此差分放大电路也 常用于高速数据采集和传输系统。
工业自动化领域
工业自动化领域对于高精度、高速的信号处理需求越来越大，差分放大 电路和集成运算放大器将在该领域发挥更大的作用，如运动控制系统、 过程控制系统等。
面临的挑战与机遇
技术创新
随着电子技术的不断发展，差分 放大电路和集成运算放大器需要 不断创新，以满足更高的性能要
求。
应用领域的多样化
随着应用领域的不断拓展，差分放 大电路和集成运算放大器的应用场 景将更加多样化，需要不断适应新 的应用需求。
应用比较
差分放大电路
差分放大电路适用于需要抑制共模信号和噪声的应用场合，如信号放大、差分信号传输、模拟电路中的减法器和 微分器等。
集成运算放大器
集成运算放大器适用于各种模拟信号处理和控制电路，如放大器、滤波器、比较器和振荡器等。
优缺点比较
差分放大电路
差分放大电路的优点在于其高共模抑制比和低噪声性能，能够有效地抑制共模信号和噪声，提高电路 的抗干扰能力。此外，差分放大电路还具有高输入阻抗和低输出阻抗的优点。然而，差分放大电路的 成本较高，体积也较大。
另外，由于差分放大电路具有低噪声和高共模 抑制比的特点，因此在高精度测量和自动控制 系统中也得到了广泛应用。
CHAPTER 02
集成运算放大器
集成运算放大器的基本概念
集成运算放大器（简称运放） 是一种高放大倍数的集成电路， 能够实现对微弱信号的放大和 处理。

差分接法:差分放大电路（图3.8a.4）的输入信号是从集成运放的反相和同相输入端引入，如果反馈电阻RF等于输入端电阻R1 ，输出电压为同相输入电压减反相输入电压，这种电路也称作减法电路。

图3.8a.4 差分放大电路差分放大器如图所示，通过采用两个输入，该差分放大器产生的输出等于U1和U2之差乘以增益系数运算放大器的单电源供电方法梦兰大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电，只有少部分运算放大器可以在单电源供电状态下工作，如LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单运放)等。

需要说明的是，单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作，也可在双电源供电状态下工作。

例如，LM324可以在、+5～+12V单电源供电状态下工作，也可以在+5～±12V双电源供电状态下工作。

在一些交流信号放大电路中，也可以采用电源偏置电路，将静态直流输出电压降为电源电压的一半，采用单电源工作，但输入和输出信号都需要加交流耦合电容，利用单电源供电的反相放大器如图1(a)所示，其运放输出波形如图1(b)所示。

该电路的增益Avf＝－RF／R1。

R2＝R3时，静态直流电压Vo(DC)＝1／2Vcc。

耦合电容Cl和C2的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于C1)或负载(对于C2)来确定。

Cl及C2可由下式来确定：C1＝1000／2πfoRl(μF)；C2＝1000／2πfoRL(μF)，式中，fo是所要求最低输入频率。

若R1、RL单位用kΩ，fO用Hz，则求得的C1、C2单位为μF。

一般来说，R2＝R3≈2RF。

图2是一种单电源加法运算放大器。

该电路输出电压Vo＝一RF(V1／Rl十V2／R2十V3／R3)，若R1＝R2＝R3＝RF，则Vo＝一(V1十V2十V3)。

需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。

它是个甲类放大器，在无信号输入时，损耗较大。

思考题(1)图3是一种增益为10、输入阻抗为10kΩ、低频响应近似为30Hz、驱动负载为1kΩ的单电源反相放大器电路。

全差分运算放大器设计岳生生（6）一、设计指标以上华0.6um CMOS 工艺设计一个全差分运算放大器，设计指标如下：✧直流增益：>80dB✧单位增益带宽：>50MHz✧负载电容：＝5pF✧相位裕量：>60度✧增益裕量：>12dB✧差分压摆率：>200V/us✧共模电压：2.5V (VDD=5V)✧差分输入摆幅：>±4V二、运放结构选择运算放大器的结构重要有三种：（a ）简单两级运放，two-stage 。

如图2所示；（b ）折叠共源共栅，folded-cascode 。

如图3所示；（c ）共源共栅，telescopic 。

如图1的前级所示。

本次设计的运算放大器的设计指标要求差分输出幅度为±4V ，即输出端的所有NMOS 管的,DSAT NV之和小于0.5V ，输出端的所有PMOS管的,DSAT PV之和也必须小于0.5V 。

对于单级的折叠共源共栅和直接共源共栅两种结构，都比较难达到该要求，因此我们采用两级运算放大器结构。

另外，简单的两级运放的直流增益比较小，因此我们采用共源共栅的输入级结构。

考虑到折叠共源共栅输入级结构的功耗比较大，故我们选择直接共源共栅的输入级，最后选择如图1所示的运放结构。

两级运算放大器设计必须保证运放的稳定性，我们用Miller 补偿或Cascode 补偿技术来进行零极点补偿。

三、性能指标分析1、 差分直流增益 (Adm>80db)该运算放大器存在两级：（1）、Cascode 级增大直流增益（M1-M8）;（2）、共源放大器（M9-M12） 第一级增益1351113571135135753()m m m o o o o o m m m m o o o o m m g g gg ggG A R r r r r g g r r r r=-=-=-+P第二级增益92291129911()m o o o m m o o gg G AR r r gg=-=-=-+P整个运算放大器的增益：4135912135753911(80)10m m m m overallo o o o m m o o dB g g g gAA A g g g gr r r r ==≥++2、 差分压摆率 （>200V/us ）转换速率（slew rate ）是大信号输入时，电流输出的最大驱动能力。

全差分运算放大器设计全差分运放（Fully-Differential Amplifier，简称FDA）是一种特殊的运放，它具有两个差动输入和两个差动输出。

全差分运放具有许多优点，包括良好的共模抑制和电源抑制比，适用于高精度传感器信号放大、功率放大和模拟信号处理等领域。

在这篇文章中，我将介绍全差分运放的设计原理和步骤。

首先，我们需要确定设计的要求和规范。

这包括增益要求、带宽要求、电源电压和输入输出电阻等参数。

根据这些要求，我们可以选择合适的运放器件和电路拓扑。

全差分运放的常见电路拓扑有两级差分放大器、共射共源放大器和增益交换放大器等。

在这里，我们以两级差分放大器为例进行设计。

第一步是选择运放器件。

我们需要根据设计要求选择适合的运放器件，可以根据其增益带宽积、供电电压范围和失调电流等参数进行选择。

一般来说，我们可以选择低失调电流、高增益带宽积和低电压噪声的器件。

第二步是确定电路拓扑。

在两级差分放大器中，第一级是差分放大器，第二级是共射共源放大器。

差分放大器的作用是提供高输入阻抗和共模抑制比，共射共源放大器的作用是提供电流放大和驱动能力。

由于这两级放大器要分别满足不同的要求，我们可以选择不同的放大倍数和器件参数来优化电路性能。

第三步是确定偏置电路。

偏置电路的作用是提供恒定的工作电流，这可以通过电流源和电阻网络来实现。

偏置电流的选择要根据运放器件的要求和特点，可以使用恒流源或电流反馈等方法来实现。

第四步是确定反馈电路。

反馈电路的作用是控制放大倍数和增益稳定性，可以使用电阻、电容或者电流源等元件来实现。

选择适当的反馈方式可以减小失调电压和非线性，提高性能。

第五步是进行电路仿真和优化。

通过电路仿真，我们可以验证设计的性能和满足要求。

优化可以通过调整电路参数和进行迭代仿真来实现，以达到设计要求。

第六步是进行电路布局和线路板设计。

在设计布局时，要注意分离放大器电路和干扰源，减少电源和信号线的串扰。

线路板设计要保证差分信号走线的对称性和阻抗匹配，以提高传输性能。

运算放大器的计算-差分运放
摘要：
I.运算放大器的概述
- 什么是运算放大器
- 运算放大器的基本构成
II.差分运放的概述
- 什么是差分运放
- 差分运放的构成和原理
III.差分运放的特性
- 差分运放的输入和输出特性
- 差分运放的频率响应特性
IV.差分运放的典型应用
- 差分运放在音频处理中的应用
- 差分运放在通信系统中的应用
V.差分运放的优缺点
- 差分运放的优点
- 差分运放的缺点
VI.结论
- 对差分运放的总结和展望
正文：
运算放大器是一种电子电路,可以将两个输入信号的差值放大,并输出放大的
结果。

运算放大器广泛应用于各种电子设备和系统中,例如音频放大器、滤波器、振荡器、信号处理器等。

差分运放是运算放大器的一种,具有两个输入端和一个输出端,可以用于放大两个输入信号之间的差值。

以双倍的元器件换 取抑制零漂的能力 接入负载时
Avd = −
β ( Rc // rbe
1 RL ) 2
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3. 主要指标计算 （1）差模情况
<B> 双入、单出 Avd1
vo1 vo1 = = v id 2vi1
差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用
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3. 主要指标计算 （1）差模情况
<A> 双入、双出
vo1 − vo2 vo = Avd = vi1 − vi2 vid 2vo1 βR =− c = rbe 2vi1
2. 抑制零点漂移原理 温度变化和电源电压波 动 ， 都 将 使 集电极电 流 产 生 变 化 。 且 变 化趋势是相 同的， 其 效果相当 于 在 两 个 输入端加入了共模信号。
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2. 抑制零点漂移原理
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
在模拟集成电路中，广泛地使用电流源，为放大电路 提供稳定的偏置电流，或作为放大电路的有源负载。
• 镜像电流源 • 微电流源 • 多路电流源 • 电流源用作有源负载
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6.1.1 BJT电流源电路
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6.1.2 FET电流源

运算放大器（英语：Operational Amplifier，简称OP、OPA、OPAMP、运放）是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，减法等模擬运算电路中，因而得名。

通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。

原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。

但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈（positive feedback）组态，相反地，在很多需要产生震荡信号的系统中，正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

运算放大器有许多的规格参数，例如：低频增益、单位增益频率（unity-gain frequency）、相位边限（phase margin）、功耗、输出摆幅、共模抑制比（common-mode rejection ratio）、电源抑制比（PSRR，power-supply rejection ratio）、共模输入范围（input common mode range）、电压摆动率（slew rate）、输入偏移电压（input offset voltage，又译：失调电压）、还有噪声等。

目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。

一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元，而现在运算放大器的设计已经非常可靠，输出端可以直接短路到系统的接地端（ground）而不至于被短路电流（short-circuit current）破坏。

目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成，这个放大器可以执行加与减的工作。

全差分运算放大器设计岳生生（200403020126）一、设计指标以上华0.6um CMOS 工艺设计一个全差分运算放大器，设计指标如下：✧直流增益：>80dB✧单位增益带宽：>50MHz✧负载电容：＝5pF✧相位裕量：>60度✧增益裕量：>12dB✧差分压摆率：>200V/us✧共模电压：2.5V (VDD=5V)✧差分输入摆幅：>±4V二、运放结构选择运算放大器的结构重要有三种：（a ）简单两级运放，two-stage 。

如图2所示；（b ）折叠共源共栅，folded-cascode 。

如图3所示；（c ）共源共栅，telescopic 。

如图1的前级所示。

本次设计的运算放大器的设计指标要求差分输出幅度为±4V ，即输出端的所有NMOS 管的,DSAT NV之和小于0.5V ，输出端的所有PMOS管的,DSAT PV之和也必须小于0.5V 。

对于单级的折叠共源共栅和直接共源共栅两种结构，都比较难达到该要求，因此我们采用两级运算放大器结构。

另外，简单的两级运放的直流增益比较小，因此我们采用共源共栅的输入级结构。

考虑到折叠共源共栅输入级结构的功耗比较大，故我们选择直接共源共栅的输入级，最后选择如图1所示的运放结构。

两级运算放大器设计必须保证运放的稳定性，我们用Miller 补偿或Cascode 补偿技术来进行零极点补偿。

三、性能指标分析1、 差分直流增益 (Adm>80db)该运算放大器存在两级：（1）、Cascode 级增大直流增益（M1-M8）;（2）、共源放大器（M9-M12） 第一级增益1351113571135135753()m m m o o o o o m m m m o o o o m m g g gg gg G A R r rr r g g r r r r=-=-=-+第二级增益92291129911()m o o o m m o o gg G AR r rgg=-=-=-+整个运算放大器的增益：4135912135753911(80)10m m m m overallo o o o m m o o dB g g g gAA A g g g gr r r r ==≥++2、 差分压摆率 （>200V/us ）转换速率（slew rate ）是大信号输入时，电流输出的最大驱动能力。

差分运放前、后级电平偏置电路理解和运用差分运放（Differential Amplifier）是一种常用的电路元件，它能够将输入的两个信号进行放大和差分运算，输出的电压与输入信号的差值成正比。

在实际应用中，我们往往需要使用前、后级电平偏置电路来对差分运放进行电压的偏置和稳定，以确保差分运放的正常工作和准确输出。

一、差分运放的原理和基本电路结构差分运放通常由一个差模放大器和两个共模放大器组成。

差模放大器主要负责放大和差分运算，共模放大器则负责对输入信号的共模（也就是两个输入信号的平均值）进行放大。

两者共同组成了一个完整的差分运放电路。

差模放大器的基本电路结构由一个差分对和一个单端放大器组成。

差分对是由两个晶体管组成的，其中一个作为输入端，另一个作为负载。

这样的设计可以使得差分对在工作时能够对输入信号进行放大和差分处理。

而单端放大器则负责将差分对输出的信号进行增益放大和滤波。

二、差分运放前级电平偏置电路的作用和实现差分运放前级电平偏置电路的主要作用是对输入信号进行直流偏置，以确保差分运放正常工作在其非饱和区。

由于差分运放是一种高增益的电路，当输入信号的幅值较大时，容易出现过饱和现象，从而导致输出波形失真。

因此，通过对输入信号进行直流偏置，可以使得输入信号始终处于差分运放的线性范围内，从而避免失真。

差分运放前级电平偏置电路通常由两个电阻和一个电容组成，其中电阻用于形成电流源，电容则用于对输入信号进行高频滤波。

电阻的选择应根据具体应用的需求和差分运放的输入电流范围进行。

三、差分运放后级电平偏置电路的作用和实现差分运放后级电平偏置电路的主要作用是对输出信号进行直流偏置，以使得输出信号能够与输入信号之间保持一定的直流电平差。

这样可以方便后续电路对输出信号进行处理和判断，同时也可以避免输出信号偏离目标电平导致的测量误差。

差分运放后级电平偏置电路通常由两个电阻和一个电容组成，其中电阻用于形成电流源，电容则用于对输入信号进行高频滤波。

运算放大器（英语：Operational Amplifier，簡稱OP、OPA、OPAMP、运放）是一种直流耦合，差模（差動模式）輸入、通常為單端輸出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）電壓放大器，因为刚开始主要用于加法，減法等類比运算电路中，因而得名。

通常使用運算放大器時，會將其輸出端與其反相輸入端（inverting input node）連接，形成一負反馈（negative feedback）組態。

原因是運算放大器的電壓增益非常大，範圍從數百至數萬倍不等，使用負回授方可保證電路的穩定運作。

但是這並不代表運算放大器不能連接成正反馈（positive feedback）組態，相反地，在很多需要產生震盪訊號的系統中，正回授組態的運算放大器是很常見的組成元件。

运算放大器有许多的規格参数，例如：低频增益、单位增益频率（unity-gain frequency）、相位邊限（phase margin）、功耗、输出摆幅、共模抑制比（common-mode rejection ratio）、电源抑制比（PSRR，power-supply rejection ratio）、共模输入范围（input common mode range）、電壓擺動率（slew rate）、输入偏移電壓（input offset voltage，又譯：失调电压）、还有雜訊等。

目前運算放大器廣泛應用於家電，工業以及科學儀器領域。

一般用途的積體電路運算放大器售價不到一美元，而現在運算放大器的設計已經非常可靠，輸出端可以直接短路到系統的接地端（ground）而不至於被短路電流（short-circuit current）破壞。

目录[隐藏]∙ 1 運算放大器的歷史o 1.1 運算放大器的里程碑∙ 2 運算放大器的基礎o 2.1 電路符號o 2.2 理想運算放大器的操作原理▪ 2.2.1 Golden Rules▪ 2.2.2 開迴路組態▪ 2.2.3 負回授組態▪ 2.2.3.1 反相閉迴路放大器▪ 2.2.3.2 非反相閉迴路放大器▪ 2.2.4 正回授組態∙ 3 實際運算放大器的侷限o 3.1 直流的非理想問題▪ 3.1.1 有限的開迴路增益▪ 3.1.2 有限的輸入阻抗▪ 3.1.3 大於零的輸出阻抗▪ 3.1.4 大於零的輸入偏壓電流3.1.5 大於零的共模增益o 3.2 交流的非理想問題o 3.3 非線性的問題o 3.4 功率損耗的考量∙ 4 在電路設計中的應用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 運算放大器的應用∙8 741運算放大器的內部結構o8.1 電流鏡與偏壓電路o8.2 差分輸入級o8.3 增益級o8.4 輸出級∙9 CMOS運算放大器的內部結構∙10 其他應用∙11 參見∙12 參考資料與附註∙13 外部鏈接以DIP-8型式封裝的積體電路運算放大器1960年代晚期，仙童半導體（Fairchild Semiconductor）推出了第一個被廣泛使用的積體電路運算放大器，型號為μA709，設計者則是鮑伯·韋勒（Bob Widlar）。

集成运算放大器的典型结构及特点
一、集成运放的典型结构运放的典型电路通常有三级放大电路组成。

运放输入级：—差分放大(差动放大器)电路，该级要求有低温漂，高共模抑制比和高输入电阻特性。

中间放大级：通常采纳CE(CS)放大电路，运算放大器的增益主要由这一级担当，所以这一级要有很高的电压增益。

输出级：采纳互补对称式射极跟随器结构。

输出级要求能驱动较大的负载，有肯定的输出电流和输出电压，因此，对该级要求具有低输出电阻。

二、集成运放的主要特点
1. 它具有“二高一低”特性的线性组件。

即高增益、高输入电阻、低输出电阻的多级直接耦合放大器。

2. 为保证有合适的静态工作点，并低功耗，电路采纳微电流源作为偏置，放大电路负载采纳有源负载，以提高电压增益。

3. 在抱负条件下，集成运算放大器可以看成一个电压掌握电压源来等效(VCVS)。

集成运放的电路符号：
在低频小信号的条件下，运算放大器可用右边低频小信号模型等效。

在抱负条件下有：Rid→∞，Rod→0，Aod→∞。

1。

单端转差分运放摘要：一、单端转差分运放的定义与原理1.定义与分类2.工作原理二、单端转差分运放的性能与应用1.主要性能参数2.典型应用场景三、单端转差分运放的电路设计与使用注意事项1.电路设计2.使用注意事项正文：单端转差分运放是一种模拟电子技术中常用的运算放大器，具有将单端输入信号转换为差分输出信号的功能。

在各类电子设备和系统中，单端转差分运放被广泛应用于信号放大、滤波、积分、微分等电路中。

一、单端转差分运放的定义与原理1.定义与分类单端转差分运放，又称单端输入差分输出运放，是一种具有单端输入和差分输出特性的运算放大器。

根据其增益带宽积、电源电压范围、输入偏置电流等性能参数的不同，单端转差分运放可分为多种类型，如通用型、高速型、低噪声型等。

2.工作原理单端转差分运放的工作原理主要是通过输入端的电压差来控制输出端的电压。

当输入端的电压差增大时，输出端的电压也会相应地增大；反之，当输入端的电压差减小时，输出端的电压也会相应地减小。

通过这种原理，单端转差分运放能够实现对输入信号的放大、积分、微分等功能。

二、单端转差分运放的性能与应用1.主要性能参数单端转差分运放的主要性能参数包括增益带宽积、输入偏置电流、输入偏置电压、输出电流、输出电压等。

这些参数决定了单端转差分运放在不同应用场景下的性能表现。

2.典型应用场景单端转差分运放广泛应用于各种电子设备和系统中，典型应用场景包括：（1）信号放大：在音频放大器、通信放大器等领域，单端转差分运放可实现对输入信号的放大处理。

（2）滤波：在滤波器、积分器等电路中，单端转差分运放可以实现对信号的频率选择和滤波处理。

（3）积分、微分：在积分器、微分器等电路中，单端转差分运放可以实现对信号的积分、微分处理。

三、单端转差分运放的电路设计与使用注意事项1.电路设计在设计使用单端转差分运放的电路时，需要根据实际需求选择合适的运放型号，并确保电路中的其他元件参数与运放相匹配，以保证电路的正常工作。

各种不同类型的运算放大器介绍董婷076112班一．uA741M，uA741I，uA741C（单运放）高增益运算放大器用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。

这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。

目前价格1元/个。

uA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS最大额定值ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性二．CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上，该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极（PMOS上）中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗，极低输入电流和高速性能。

操作电源电压从4V至36V（无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。

主要运用于单电源放大器在汽车和便携式仪表，有源滤波器，比较器，采样保持放大器，长期定时器，光电仪表，探测器，TTL接口，入侵报警系统，函数发生器，音调控制，电源，便携式仪器。

工作范围为-55 ºC —125 ºC。

目前生产厂家主要是INTERSIL公司和HARRIS公司，报价为：2.7—3元/个。

引脚图三．OP07C运算放大器OP07C是一款低失调低漂移运算放大器。

生产厂家主要有德州仪器公司和AD公司。

这款运算放大器具有非常低的输入失调电压，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。

OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。

差分运算放大器基本知识(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一．差分信号的特点：图1 差分信号1.差分信号是一对幅度相同，相位相反的信号。

差分信号会以一个共模信号Vocm为中心，如图1所示。

差分信号包含差模信号和公模信号两个部分，差模与公模的定义分别为：Vdiff=(Vout+-Vout-)/2，Vocm=(Vout++Vout-)/2。

2.差分信号的摆幅是单端信号的两倍。

如图1，绿色表示的是单端信号的摆幅，而蓝色表示的是差分信号的摆幅。

所以在同样电源电压供电条件下，使用差分信号增大了系统的动态范围。

3.差分信号可以抑制共模噪声，提高系统的信噪比。

In a differentialsystem, keeping the transport wires as close as possible to one another makes the noise coupled into the conductors appear as a common-mode voltage. Noise that is common to the power supplies will also appear as a common-mode voltage. Since the differential amplifier rejects common-mode voltages, the system is more immune to external noise.4.差分信号可以抑制偶次谐波，提高系统的总谐波失真性能。

Differential systems provide increased immunity to external noise, reduced even-order harmonics, and twice the dynamic range whencompared to signal-ended system.二．分析差分放大器电路图2.差分放大器电路分析图如图2所示，差分放大电路分析的基本原则与普通运算放大器中虚断虚短原则相同，同时还具有其特有的分析原则：输出的差分信号幅度相同，相位相差180度，以Vocm共模电压为中心对称，差分信号的增益为Gain=RF /RG。

差分运算放大器的衰减原理
差分运算放大器（Differential Amplifier）是一种电路，用于放大输入信号的差分部分。

在差分运算放大器中，衰减（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）指的是该电路对于共模信号的抑制程度，即对于同时加在两个输入端的信号，差动输出相对于共模输出的增益。

差分运算放大器的衰减原理基于其特定的电路结构。

以下是一些关键的原理：
1.差动增益：
•差分运算放大器的设计目的是放大输入信号的差分部分，即两个输入端的电压差。

这个增益通常表示为 Ad。

2.共模增益：
•共模信号是同时加在两个输入端的信号，其电压相等。

差分运算放大器会尽量抑制这种共模信号，但总会有一定程度的共模增益（表示为 Acm）。

3.共模抑制比（CMRR）：
•共模抑制比是衡量差分运算放大器抑制共模信号的性能指标。

它定义为差动增益与共模增益之比，即 CMRR= Ad/Acm。

4.共模抑制比的作用：
•共模抑制比越高，表示差分运算放大器对于共模信号的抑制能力越强。

较高的CMRR是设计中追求的目标，因为它有助于减小对于共模干扰的敏感度。

5.电桥网络：
•一些差分运算放大器采用电桥网络，如差动对输入信号敏感，而对共模信号则具有较低的灵敏度。

这有助于提高共模抑制比。

总体而言，通过优化电路结构和设计，尽量使共模增益降到最低，从而提高共模抑制比。

高CMRR对于许多应用中对共模信号要求较高的场合，例如在测量和传感器应用中，是非常重要的。

）、(b)两图的增益带宽积 （1）运放用 ）运放用TL082，测量（a）、 两图的增益带宽积，填表 ，测量（ ）、 两图的增益带宽积，
100k
+5V Vo Vi (a) -5V
Vi
1k
+5V Vo
1k
(b)
-5V
（2）将TL082换成 换成LM358，重做上面实验 ） 换成 ，
2、运算放大器上升时间和下降时间的测量 、 运算放大器开环使用，当输入是方波时，输出不是理想方波， 运算放大器开环使用，当输入是方波时，输出不是理想方波， 不管是上升沿还是下降沿都有惰性， 不管是上升沿还是下降沿都有惰性，存在上升时间和下降时 间，如下图
一、差分放大器的差模传输特性
Vcc i C1
Rc Rc
+ v OD +
i C2
T1
T2
v ID
-
I EE VEE
差分放大器
差分放大器的差模传输特性如下图： 差分放大器的差模传输特性如下图：
• • • • •
从差模传输特性可以看出， 是三角波时， 从差模传输特性可以看出，当VID是三角波时， 为三角波； （1）如其幅度小于 T(26mV)，则VOD为三角波； ）如其幅度小于V ， 之间， （2）如其幅度介于 T和4VT之间，则VOD近似为正弦 ）如其幅度介于V 波； 为方波。 （3）如其幅度远大于 T，则VOD为方波。 ）如其幅度远大于V 在信号发生器中经常利用（ ）的特性， 在信号发生器中经常利用（2）的特性，将三角波转 换成正弦波。 换成正弦波。
R1 10k
+5V
TL082
Vo
Vi
R2 10k
-5V R3 51k
5、运算放大器组成方波-三角波发生器 、运算放大器组成方波 三角波发生器 搭接下图，用示波器观察并画出V 波形，调节RP1，测 搭接下图，用示波器观察并画出 o1、Vo2波形，调节 ， 量三角波的频率范围。 量三角波的频率范围。 。