集成运算放大电路的输入方式

集成运算放大器的设计方法运算放大器电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1．1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。

这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。

但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。

在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。

一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。

输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。

正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。

将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。

有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。

这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。

需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。

(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。

另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。

集成运算放大器内部电路的输入级一般都采用差分式放大电路，这是为什么?
    集成运算放大器内部电路的输入级一般都采用差分式放大电路，这是为什么?
    这主要是基于以下三个方面的考虑:
1.它是一个高增益的多级直接耦合放大系统。

由第三章的讨论可知，对于直接耦合放大电路，电源电压的波动、元件的老化、元器件的更换和半导体元件随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移，即产生零点漂移。

由于前后级直接相连，前一级的漂移电压会和有用信号一起被送到下一级，而且逐级放大，使有时在输出端难以区分什么是有用信号、什么是漂移电压。

因此，如果不采取措施抑制零点漂移，即使电路其它方面的性能再优良，它也不能成为实用电路。

2.采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件就可以大大减少由此而产生的漂移。

所以，由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移（即温漂）的主要原因。

3.利用特性相同的两个晶体三极管或场效应管构成“差分式放大电路”，并将它置于第一级，因它们的温漂互相抵消，便可从源头上抑制或消除零点漂移的影响，从而使整个放大电路系统的零点漂移得到相应的抑制。

集成运算放大器基础知识目前广泛应用的电压型集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合放大器。

在该集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络，可实现不同用途的电路，例如利用集成运算放大器可非常方便的完成信号放大、信号运算（加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等）、信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。

集成运算放大器的种类非常多，可适用于不同的场合。

3.2.1 集成运算放大器的分类按照集成运算放大器的参数来分，集成运算放大器可分为如下几类。

1．通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。

这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。

例μA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。

它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。

2．高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般r id＞（109~1012）Ω，I IB为几皮安到几十皮安。

实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。

用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。

常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。

3．低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。

低温漂型运算放大器就是为此而设计的。

目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。

4．高速型运算放大器在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，要求集成运算放大器的转换速率S R一定要高，单位增益带宽BW G一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。

模拟电子技术第3单元练习题曾令琴一、填空题：1.运算放大器是应用非常广泛的模拟集成电路，它也是一个高增益的多级直接耦合的放大电路。

运放一般由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成。

2.为了解决直接耦合运算放大器的零点漂移问题，运放输入级通常采用差动放大电路，利用差动电路本身的对称性，可以有效地抑制零漂。

3.恒流源是提供恒定电流的电子线路，在集成运放中，常作为稳定偏置电路或作为放大器的有源负载。

4.在功放电路中，直流电源提供的平均功率一部分转换为交流输出功率P o，其余的就是管耗P T。

这说明功率放大电路的实质是按照输入信号的变化情况控制直流电源提供的功率。

5.推挽指的是功放电路中两个功放管在正弦输入信号的两个半周期内交替导通这样一种工作状态；而互补对称指的是采用性能对称的异形管实现推挽工作的功放电路。

6. 甲类功放电路的特点是：高保真和效率低；乙类功放电路的特点是：效率高但存在交越失真；双电源供电模式的OCL甲乙类功放和单电源供电模式的OTL 甲乙类功放电路，都是在乙类功放的基础上改造而得，都可以有效地消除交越失真。

7.某仪表放大电路，要求输入电阻大、输出电流稳定，应选择电流串联负反馈。

8.某传感器产生的是几乎不能提供电流的信号电压，经放大后希望输出电压与信号成正比，此放大电路应采用电压串联负反馈。

9.运算放大器的理想化条件是：开环电压放大倍数A UO=∞；差模输入电阻r i= ∞；输出电阻r o= 0；共模抑制比K CMR= ∞。

10.集成运放的两个输入端分别是同相输入端和反相输入端，其中同相输入端的极性与输出端的极性相同。

二、判断题：1.恒流源式差动放大电路，不论是单端输入还是双端输入，在差模交流通路中，发射极电阻R E一律可视为短路。

（对）2.阻容耦合多级放大电路各级的静态工作点相互独立，只能放大交流信号。

（对）3.双端输出模式的差动放大电路，只能放大差模信号，不能放大共模信号。

（对）4.无论是小信号放大电路还是功放电路，都可以用估算法对电路进行分析。

？二、判断题：1.放大电路一般采用的反馈形式为负反馈。

（对）2．集成运放使用时不接负反馈，电路中的电压增益称为开环电压增益。

（错）3. 电压比较器的输出电压只有两种数值。

（对）4. 集成运放未接反馈电路时的电压放大倍数称为开环电压放大倍数。

（对）5. “虚短”就是两点并不真正短接，但具有相等的电位。

（对）6. “虚地”是指该点与接地点等电位。

（对）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。

熟悉运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法ﻫ2、了解其主要特点,掌握运用虚短、虚断的概念分析各种运算电路的输出与输入的函数关系。

3、了解积分、微分电路的工作原理和输出与输入的函数关系.ﻫﻫ学习重点:应用虚短和虚断的概念分析运算电路。

ﻫﻫ学习难点：实际运算放大器的误差分析ﻫﻫ集成运放的线性工作区域前面讲到差放时,曾得出其传输特性如图,而集成运放的输入级为差放,因此其传输特性类似于差放.ﻫ当集成运放工作在线性区时,作为一个线性放大元件ﻫﻫ v o=A vo v id=Ａvｏ(v+－v-)ﻫﻫ通常A vo很大，为使其工作在线性区,大都引入深度的负反馈以减小运放的净输入,保证vｏ不超出线性范围。

ﻫ对于工作在线性区的理想运放有如下特点:ﻫ∵理想运放Ａvo=∞,则 v＋－v—=v o/ Aｖｏ＝0 ｖ+＝ｖ—ﻫ∵理想运放R i=∞ ｉ+＝i—=０ﻫﻫ这恰好就是深度负反馈下的虚短概念。

ﻫﻫ已知运放Ｆ０0７工作在线性区,其A vo=10０ｄB=１05 ,若v o=1０V，R i＝２MΩ。

则v+—v—=?,i＋=？,i-=?ﻫﻫ可以看出,运放的差动输入电压、电流都很小，与电路中其它电量相比可忽略不计。

这说明在工程应用上,把实际运放当成理想运放来分析是合理的 .返回第二节基本运算电路比例运算电路是一种最基本、最简单的运算电路,如图8。

1所示.后面几种运算电路都可在比例电路的基础上发展起来演变得到。

v o∝v i：v o=ｋ v i（比例系数k即反馈电路增益 A vF,vｏ=A vF v i)输入信号的接法有三种:ﻫﻫ反相输入（电压并联负反馈）见图８.2ﻫﻫ同相输入（电压串联负反馈）见图8.3ﻫ差动输入（前两种方式的组合)ﻫ讨论:ﻫ１）各种比例电路的共同之处是：无一例外地引入了电压负反馈。

2）分析时都可利用"虚短”和”虚断”的结论： iＩ=０、vＮ=ｖｐ .见图8．４ﻫ３）A vＦ的正负号决定于输入v i接至何处：ﻫ接反相端：A vF<0ﻫ接同相端:A vＦ>０，见图8。

集成运算放大器按照输入方式可以分为同相、反相、差分三种接法，按照输入电压
与输出电压的运算关系可以分为比例、加法、减法、积分、微分等，输入方式和运算关系组合起来，可以构成各种运算放大器。

1. 反相接法
（1）反相比例放大电路（图3.8a.1）的输入信号从运算放大器的反相输入端引入，输
出信号与输入信号反相，并按比例放大为
式中A0为运算放大器的开环电压放大倍数，rid为差模输入电阻。

在开环电压放大倍数及差模输入电阻极大的条件下，可把运算放大器看作是理想的，则上式可以简化为
电压放大倍数
集成运算放大器的输入级是由差动放大电路组成，它要求反相和同相输入端的外电阻相
等，因此要在同相输入端接入平衡电阻
图3.8a.1 反相比例放大电路。

第二章半导体三极管及其基本电路参考答案一、填空题1发射极，集电极，基，集电2、共基电路，共射电路，共集电路。

3、输入特性，输出特性4、I B，V BE5、合适的静态工作点，幅度适中6、截止，减小，增大7、输出电压，输入电压8、基极，集电极9、电压，电流10、发射，集电11、饱和，NPN12b，e，c ，NPN，硅13、发射结正偏、集电结反偏，I E=I C+I B14、增加，上移15、增大，减小16、电容，电源17、信号源，负载18、阻容耦合，直接耦合，变压器耦合。

19、第一级，输入级，差动放大电路20、阻容耦合，直接耦合，阻容耦合22、提高（增加），增加22、降低，降低23、直流，负，串联24、AF＞1，φA＋φF＝2nπ（n=0,1,2,…）25、RC，LC26、振幅平衡、相位平衡27、放大器、反馈网络28、甲类，乙类，甲乙类29、PO输出功率，PD直流电源供给功率，η/效率，乙30、甲类，甲乙类，乙类，甲乙类二、选择题1、A2、B3、C4、C5、D6、D7、D8、A9、A10、C 11、B12、A13、D14、B15、C16、A17、B18、C19、C20、D21、A22、B23、B24、B25、B26、D27、C28、A29、B30、C31、A32、D33A30、D35、D36、A37、B38、D39、C40、D、A41、B42、C43、C44、C45、B46、B47、D48、D49、B50、B51、D52、B53、B54、C55、B56、C57、D58、C59、B60、D61、B62、A63、A64、B65、C66、B三、判断题1、错2、对3、错4、错5、错6、错7、错8、对9、错10、错11、错12、错13、错14、对15、错16、对17、错18、错19、对20、错21、错22、错23、错24、错25、错26、错27、错28、错29、错30、对31、错32、对33、错34、对35、对36、对37、对38、错39、错40、错41、错42、错43、对44、错45、对46、错47、错48、对49、错四、简答题1、(2-1，中)什么是静态工作点？静态工作点对放大电路有什么影响？答：放大电路在没有输入信号时所处的状态称为静态，又称直流状态。

集成运放内部电路原理
集成运算放大器（简称集成运放）是一种将多个电子器件集成在一块单晶硅芯片上的电子器件。

其内部电路原理如下：
1. 输入级：由差分式放大电路组成，利用其对称性可提高电路性能。

2. 中间电压放大级：主要作用是提高电压增益，由多级放大电路组成。

3. 输出级电压增益为1，但为负载提供功率。

此外，集成运放的电路中还包括偏置电路，用于提供偏置电压以及对输入信号交流成分进行放大。

输入信号首先经过隔直电容过滤其直流成分，然后通过直流偏置信号进行放大。

反馈电阻和反向端电阻用于确定放大倍数。

整个电路具有同相输入端P、反相输入端N和输出端O。

当P端加入电压信号时，O端输出同相的电压信号；N端加入电压信号时，O端输出反相的电压信号。

此外，该电路还可以抑制共模信号，当输入信号中含有共模噪声时，将被抑制。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅集成运放相关书籍或咨询专业人士。

集成运算放大电路的输入方式集成运算放大电路是一种常见的电子元件，它在许多电子设备中起着至关重要的作用。

在设计和使用集成运算放大电路时，输入方式是至关重要的一环。

本文将探讨几种常见的集成运算放大电路的输入方式，并分析它们各自的特点和适用场景。

首先我们来介绍一种常见的输入方式——单端输入。

单端输入是指将信号只连接到运算放大电路的一个输入端口，另一个输入端口接地。

这种输入方式简单直接，适用于一些简单的电路设计。

单端输入的优点是电路结构简单，易于实现，适用于一些对输入信号要求不高的场景。

然而，单端输入也存在一些缺点，比如对输入信号的共模干扰抑制能力较弱，容易受到电磁干扰等问题影响。

另一种常见的输入方式是差分输入。

差分输入是指将信号分别连接到运算放大电路的两个输入端口，这种输入方式可以有效抵抗共模干扰，提高信号的抗干扰能力。

差分输入适用于一些对信号质量要求较高的场景，如精密测量、仪器仪表等领域。

差分输入的优点是抗干扰能力强，信号传输质量高，适用于复杂的环境。

但也需要注意的是，差分输入的设计和调试相对复杂，需要更高的技术水平和成本投入。

除了单端输入和差分输入，还有一种常见的输入方式是伪差分输入。

伪差分输入结合了单端输入和差分输入的优点，既简单实用又具有一定的抗干扰能力。

伪差分输入适用于一些对信号要求不是特别高但又需要一定抗干扰能力的场景，如音频处理、通信设备等领域。

伪差分输入的优点在于结合了单端输入和差分输入的优点，既简单实用又具有一定的抗干扰能力。

集成运算放大电路的输入方式包括单端输入、差分输入和伪差分输入。

不同的输入方式适用于不同的场景，设计和选择时需要根据具体需求和环境来进行。

在实际应用中，根据信号的特点和系统的要求，选择合适的输入方式能够提高电路性能，保证信号的质量和稳定性。

希望本文对读者对集成运算放大电路的输入方式有所帮助，谢谢阅读。

3-1 填空：(1) 集成运算放大器是一种采用___耦合方式的放大电路，因此低频性能____ ，最常见的问题是_____。

(2) 通用型集成运算放大器的输入级大多采用电路，输出级大多采用电路。

(3) 集成运算放大器的两个输入端分别为输入端和输入端，前者的极性与输出端___，后者的极性与输出端。

(4) 理想运算放大器的放大倍数A u=____，输入电阻r i=____，输出电阻r o=_____。

(5) 电压比较器分为、，不论何种形式的电压比较器电路，使输出电压翻转的唯一条件是。

(6) 直流负反馈是指通路中有负反馈；交流负反馈是指通路中有负反馈。

(7) 某仪表放大电路，要求输入电阻大、输出电流稳定，应选负反馈。

(8) 要得到一个电流控制的电流源，应选负反馈。

(9) 要得到一个阻抗变换电路，输入电阻小、输出电阻大，应选负反馈。

(10) 输入端串联反馈要求信号源的内阻，并联型反馈要求信号源的内阻。

(11) 已知某放大电路输入信号电压为1mV，输出电压为1V，加上反馈后，达到上述同样输出时需加输入信号为10mV，问所加的反馈深度为，反馈系数为。

(12) 产生低频正弦波一般可用振荡器；产生高频正弦波可选用振荡器；产生频率稳定度很高的正弦波，可选用振荡器。

3-2 选择正确答案填空：(1) 反馈放大电路的含义是_____。

a. 输出与输入之间有信号通路；b. 电路中存在由输出端到输入端传输的信号通路；c. 除放大电路以外还有信号通路。

(2) 构成反馈通路的元器件_____。

a. 只能是电阻、电感或电容等无源元件；b. 只能是晶体管、集成运放等有源器件；c. 既可以是无源元件，也可以是有源器件。

(3) 反馈量是指_____。

a. 反馈网络从放大电路输出回路中取出的信号；b. 反馈到输入回路的信号；c. 反馈到输入回路的信号与反馈网络从放大电路输出回路中取出的信号之比。

(4) 在放大电路中，为了稳定静态工作点，可以引入；若要稳定放大倍数，应引入；某些场合为了提高放大倍数，可适当引入；希望展宽频带，可以引入；如要改变输入电阻或输出电阻，可以引入；为了抑制温漂，可以引入。