基本运算放大器电路设计

运算放大器基本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。

实验五 集成运算放大器的基本运算电路一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。

2、正确理解运算电路中各组件参数之间的关系和“虚短”、“虚断”、“虚地”的概念。

二、设计要求1、设计反相比例运算电路，要求|A uf |=10，R i ≥10K Ω，确定外接电阻组件的值。

2、设计同相比例运算电路，要求|A uf |=11，确定外接电阻组件值。

3、设计加法运算电路，满足U 0=-（10U i1+5U i2）的运算关系。

4、设计差动放大电路（减法器），要求差模增益为10，R i >40K Ω。

5、应用Multisim8进行仿真，然后在实验设备上实现。

三、实验原理1、理想运算放大器特性集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。

当外部接入不同的元器件组成负反馈电路时，可以实现比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。

理想运放，是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。

开环电压增益 A ud =∞ 输入阻抗 r i =∞ 输出阻抗 r o =0 带宽f BW =∞失调与漂移均为零等。

理想运放在线性应用时的两个重要特性： (1)输出电压U O 与输入电压之间满足关系式U O ＝A ud （U +－U －）由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。

即U +≈U －，称为“虚短”。

(2)由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。

这说明运放对其前级吸取电流极小。

上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。

2、基本运算电路 (1)反相比例运算电路电路如图2.5.1所示。

对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1//R F 。

图2.5.1反相比例运算电路图2.5.2反相加法运算电路(2) 反相加法电路i 1F O U R R U -=电路如图2.5.2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)U R RU R R (U i22F i11F O +-=R 3＝R 1//R 2//R F (3)同相比例运算电路图2.5.3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为i 1FO )U R R (1U +=R 2＝R 1//R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图2.5.3(b)所示的电压跟随器。

运算放大器16个基本运算电路设计一、集成运算放大器放大电路概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。

集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。

集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。

1.1反向比例电路第1题：电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电路功能。

vu u R R u i if 51010-=-=-=根据虚断虚短得1.2反向求和加法电路第2题：电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电路功能。

vu u u R R u R R u i i i fi f3(10)2123110-=--=--=—根据虚断虚短得1.3电压跟随电路第4题 电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电路功能。

这是一个电压跟随器：mvu u R R u i i f 100)1(1110==+=1.4加减运算电路加减运算电路如图4所示，输入信号1i u 、2i u 分别加在反相输入端和同相输入端，这种形式的电路也称为差分运算电路。

输出电压为：2211231(1)ff o i i R R R u u u R R R R =+-+图4加减运算电路1.5积分运算电路其输出电压o u 为：111o iu u dt R C =-⎰式中，11R C 为电路的时间常数。

由于受到集成运放最大输出电压OM U 的限制，选择1R 、1C 参数3，其值必须满足：111iO MR C u dt U >=⎰图5积分运算电路1.6微分运算电路图6微分运算电路电路的输出电压为o u 为：21i o du u R C dt=-式中，21R C 为微分电路的时间常数。

遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！我曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！今天，教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。

虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。

而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。

因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。

开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。

“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。

显然不能将两输入端真正短路。

由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1M Ω以上。

因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。

故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。

“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。

显然不能将两输入端真正断路。

在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。

我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。

运算放大器应用电路的设计与制作(一） 运算放大器 1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反响电路时，可以灵敏地实现各种特定的函数关系。

在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。

运算放大器一般由4个局部组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。

图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性局部。

如图2所示。

U -对应的端子为“-〞，当输入U -单独加于该端子时，输出电压与输入电压U -反相，故称它为反相输入端。

U +对应的端子为“＋〞，当输入U +单独由该端参加时，输出电压与U +同相，故称它为同相输入端。

输出：U 0= A(U +-U -) ； A 称为运算放大器的开环增益〔开环电压放大倍数〕。

在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到:开环电压增益A ud =∞；输入阻抗r i =∞；输出阻抗r o =0；带宽f BW =∞；失调与漂移均为零等理想化参数。

2.理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U O ＝A ud 〔U +－U －〕,由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。

即U +≈U －，称为“虚短〞。

由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断〞,这说明运放对其前级汲取电流极小。

上述两个特性是分析理想运放应用电路的根本原那么，可简化运放电路的计算。

3. 运算放大器的应用 (1)比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路，比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。

(a) 反向比例电路反向比例电路如图3所示，输入信号参加反相输入端:图3反向比例电路电路图对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R ’＝R 1 // R F 。

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。

44实践课题设计制作者：学号：班级：指导老师：一．摘要：1.利用反相加法运算电路和反向比例运算实现U0=4(U1+U2+U3)的功能。

2.为了使电路工作在线性区，应引入深入负反馈，将反馈Rf电阻接到反向输入端。

关键词：运放运算英文：1Using the method of adding operation circuit and reverse proportion computation (realizeU0 = 4( U1 + U2 + U3) function.2. To make circuits work should be introduced in linear area, deeply negative feedback, will feedback received its noninverting input Rf resistance.二．设计要求：利用运算放大器设计电路：U0=4(U1+U2+U3)三．设计步骤：1.电路图R1 4kΩR2 4kΩR34kΩR44kΩR54kΩR64kΩU1OPAMP_3T_VIRTUALU2OPAMP_3T_VIRTUAL2 153U1U2U3Uo2.工作原理：为了达到U0=4(U1+U2+U3)。

运放A1反向加法器。

A2反向比例运算使其达到设计要求。

3.参数设计计算基本关系式1.U01=-(Rf/R1)U1+(Rf/R2)U2+(Rf/R3)U32.U0=(Rf`/R4)U013.U0=(Rf`/R4)(Rf/R1)U1+(Rf/R2)U2+(Rf/R3)U32.参数设计：R1=R2=R3=4KRf=Rf`=4K R`=4K U1=U2=U3=1V R4=1K3.理论验证:U0=(Rf`/R4)(Rf/R1)U1+(Rf/R2)U2+(Rf/R3)U3=4(1+1+1)=12V四．仿真令：R1=R2=R3=4KRf=Rf`=4K R`=4K U1=U2=U3 =1V R4=1K仿真图：（1）通过仿真实验符合设计。

集成运算放大器构成的基本运算电路陈炳晓一、教学目标1、掌握虚断，虚短的含义2、掌握反相比例运算放大器的电路结构及运算关系。

3、初步会使用集成运放二、重点，难点重点：反相比例运算放大器的特点。

难点：应用运放在线性区的两条重要结论，推导运算关系。

三、教学设计回顾：1、集成运算放大器的电路结构。

2、理想运放工作在线性区两个重要的结论。

u+ = u_i+ = i_ =0师：学习集成运算放大器的目的在于认识其外型和性能特点，在此基础上了解其应用，运算放大器的内部电路很复杂，但是我们在学习过程中可以始终把它作为一个电路元件看，看成是一个有两个输入端，一个输出端的三端放大器，现探讨一些基本应用电路。

导入课题。

如图R2一、电路结构（看懂电路图）引导学生指出该电路结构特点。

（1）、输入方式：（2）、反馈方式：（3）、R2为平衡电阻：（4）、电路功能名称：二、运算关系（会分析和使用集成运放）运算关系的推导，这是是本节课的难点。

从电路结构可知集成运放是工作在线性区。

设想： 首先引导学生根据理想运放的两个重要的结论，得出N 点为虚地，即V N =0;其次简化电路图（如下图）；最后根据有关电路定律（欧姆定律、电位与电压的关系）得出结果。

1：运算关系： V o = -i V R Rf 1学生讨论：V o 与Vi 的线性范围。

2：电路仿真：验证结果，增加形象化和趣味性。

3：闭环电压放大倍数： A VF = - 1R Rf 思考：上式说明了什么？（4）：小结推导思路。

三、练习1、如右图所示电路中，已知R2=3k,R3=6k, Vcc=12V,V Z1= 5V , 求Vo 的值。

R 1 R F Vo Vi Ni 1 i FV N =0 8R1 R3 R2 R4 V Z1Vcc Vo R2。

基于运算放大器设计电路运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种常见的电子元件，它能够对输入信号进行放大、滤波、积分等处理。

在电子电路设计中，基于运算放大器设计电路是一项重要的任务。

本文将介绍运算放大器的基本原理和设计方法，并以一个具体的电路设计案例加以说明。

首先，让我们来了解一下运算放大器的基本原理。

运算放大器一般由一个差分输入级、一个电压放大器和一个输出级组成。

它的输入端有一个非反相输入端（+）和一个反相输入端（-），输出端则与反相输入端相连。

当在非反相输入端加上一个正电压（V+）时，在反相输入端就会产生一个相等但与V+相反的负电压（V-），这个电压差将被放大并输出。

运算放大器具有高放大倍数、输入阻抗高、输出阻抗低等特点，使得它在电子电路中有着广泛的应用。

基于运算放大器设计电路时，首先需要明确电路实现的功能和需求。

例如，如果需要设计一个放大器电路，要求输入信号经过放大后输出，并能满足一定的增益和频率响应要求。

在这种情况下，我们可以选择一个合适的运算放大器芯片，并根据其参数来确定外围电路的设计。

在选择运算放大器芯片时，需要考虑输入电压范围、供电电压、增益带宽积等参数。

根据需求，如果需要放大带宽较高的信号，则需要选择增益带宽积较大的运算放大器。

进一步，我们可以根据电路设计的增益要求来确定运算放大器芯片的放大倍数。

接下来，根据所选运算放大器芯片的数据手册，我们可以找到相应的电路连接方式。

常见的连接方式有反相放大器、非反相放大器、仪表放大器等，根据具体需求选择合适的电路连接方式。

以反相放大器为例，该电路的输入信号与反相输入端相连，输出信号则取自反相输入端。

通过适当设置反馈电阻和输入电阻，可以调整放大倍数以满足设计要求。

此外，为了保证电路的稳定性和可靠性，还需要考虑功耗、温度特性、输入偏置电流等因素。

可以选择具有较低功耗和温漂的运算放大器芯片，并通过合适的设计来降低输入偏置电流对电路性能的影响。

运算放大器基本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。

§比例运算电路之蔡仲巾千创作8.1.1 反相比例电路1. 基本电路电压并联负反馈输入端虚短、虚断特点：反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低输出电阻小，带负载能力强要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差。

如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M2. T型反馈网络虚短、虚断8.1.2 同相比例电路1. 基本电路：电压串联负反馈输入端虚短、虚断特点：输入电阻高，输出电阻小，带负载能力强V-=V+=Vi，所以共模输入等于输入信号，对运放的共模抑制比要求高2. 电压跟随器输入电阻大输出电阻小，能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小§加减运算电路8.2.1 求和电路1.反相求和电路虚短、虚断特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系2.同相求和电路虚短、虚断8.2.2 单运放和差电路8.2.3 双运放和差电路例1:设计一加减运算电路设计一加减运算电路，使Vo=2Vi1+5Vi2-10Vi3解：用双运放实现如果选Rf1=Rf2=100K，且R4= 100K则：R1=50K R2=20K R5=10K例2:如图电路，求Avf，Ri解：§积分电路和微分电路8.3.1 积分电路电容两端电压与电流的关系：积分实验电路积分电路的用途将方波变成三角波（Vi：方波，频率500Hz，幅度1V）将三角波变成正弦波（Vi：三角波，频率500Hz，幅度1V）（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）思考：输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率200Hz，幅度1V）思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？积分电路的其它用途：去除高频干扰将方波变成三角波移相在模数转换中将电压量变成时间量§积分电路和微分电路8.3.2 微分电路微分实验电路把三角波变成方波（Vi：三角波，频率1KHz，幅度0.2V）输入正弦波（Vi：正弦波，频率1KHz，幅度0.2V）思考：输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？§对数和指数运算电路8.4.1 对数电路对数电路改进基本对数电路缺点：运算精度受温度影响大；小信号时exp(VD/VT)与1差未几大，所以误差很大；二极管在电流较大时伏安特性与PN结伏安特性不同较大，所以运算只在较小的电流范围内误差较小。

113实验3.8 集成运算放大器基本运算电路一、实验目的（1）掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等模拟运算电路功能。

（2）熟悉运算放大器在模拟运算中的应用。

二、实验设备及材料函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、直流稳压电源、实验电路板。

三、实验原理集成运算放大器在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。

1、反相比例运算电路反相比例运算电路如图3.8.1所示。

对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i 1f o U R RU -= （3-8-1）为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R ´=R 1||R f 。

实验中采用10 k Ω和100 k Ω两个电阻并联。

2、同相比例运算电路图3.8.2是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为i 1f o )1(U R RU += （3-8-2）当R 1→∞时，U o =U i ，即为电压跟随器。

3、反相加法电路反相加法电路电路如图3.8.3所示，输出电压与输入电压之间的关系为)+(=B 2f A 1f o U R RU R R U - （3-8-3）R ´ = R 1 || R 2 || R f4、同相加法电路同相加法电路电路如图3.8.4所示，输出电压与输入电压之间的关系为：)+++(+=B211A 2123f 3o U R R R U R R R R R R U（3-8-4）图3.8.3 反相加法运算电路图3.8.2 同相比例运算电路图3.8.1 反相比例运算电路1145、减法运算电路（差动放大器）减法运算电路如图3.8.5所示，输出电压与输入电压之间的关系为：f f o A B 1121 ()()R R R U U U R R R R '=+'+-+当R 1 = R 2，R ´ = R f 时，图3.8.5电路为差动放大器，输出电压为：)(=A B 1f o U U R RU - （3-8-5）6、积分运算电路反相积分电路如图3.8.6所示，其中R f是为限制低频增益、减小失调电压的影响而增加的。

常规运算放大器的自举电路设计-设计应用当现成的运算放大器(op amp)不能提供特定应用所需的信号摆幅范围时，工程师面临两种选择：使用高压运算放大器或设计分立解决方案，不过这两种选择的成本可能都很高。

对许多应用来说，第三种选择——自举——可能是比较廉价的替代方案。

除了动态性能要求极为苛刻的应用，自举电源电路的设计是相当简单的。

自举简介常规运算放大器要求其输入电压在其电源轨范围内。

如果输入信号可能超过电源轨，可以通过电阻衰减过大输入，使这些输入降至电源范围以内的电平。

这样处理并不理想，因为它会对输入阻抗、噪声和漂移产生不利影响。

同样的电源轨也会限制放大器输出，闭环增益的大小存在一个限值，以避免将输出驱动到饱和状态。

因此，如果要求处理输入和/或输出上的大信号偏离，则需要宽电源轨和能在这些电源轨上工作的放大器。

ADI 的24V 至220V 精密运算放大器ADHV4702-1 是适合这种情况的出色选择，不过自举低压运算放大器也能满足应用要求。

是否使用自举主要取决于动态要求和功耗限制。

自举会创建一个自适应双电源，其正负电压不是以地为基准，而是以输出信号的瞬时值为基准，有时称之为飞轨(flying rail) 配置。

在这种配置中，电源随着运算放大器的输出电压(VOUT) 上下移动。

因此，VOUT始终处于中间电源电压，并且电源电压能够相对于地移动。

使用自举可以非常容易地实现这种自适应双电源。

实际上，自举必须符合一些准则，有些准则微不足道，但没有一个准则是特别麻烦的。

如下是基本的准则：● 输出负载不得过大。

● 响应速度不得低于运算放大器的压摆率。

● 必须能处理所需的电压水平和相关的功耗。

工作原理飞轨概念是指正负电源轨连续调整，使其电压始终关于输出电压对称。

这样，输出始终位于电源范围内。

电路架构包括一对互补分立晶体管和一个阻性偏置网络。

NPN 发射极（或N 沟道MOSFET 的源极引脚）提供VCC，PNP 发射极（或P 沟道MOSFET 的源极引脚）用作VEE。

运算放大器差分输入电路设计运算放大器差分输入电路是一种常用的电路设计，用于信号放大和差分输入信号的放大。

本文将详细介绍运算放大器差分输入电路的设计原理、电路结构和特点。

一、设计原理差分输入电路是指通过两个输入信号引入放大器的电路。

运算放大器是一种差分放大器，具有高放大倍数、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。

差分输入电路可以将两个输入信号的差值放大，其差分模式增益可以达到很高，而共模模式增益非常低。

因此，差分输入电路可以消除共模干扰，提高系统的抗干扰能力。

二、电路结构运算放大器差分输入电路由两个输入电阻和运算放大器组成。

输入电阻用于限制输入信号的电流，保持输入电流的稳定性。

运算放大器通常采用差分放大器结构，由输入差动对、差动放大电路和输出级组成。

输入差动对由两个晶体管Q1和Q2组成，其基极分别接入两个输入端IN+和IN-。

差动放大电路通过放大输入信号的差值，形成差分放大的作用。

输出级根据需要选择不同的电路结构，如共射、共基等。

三、设计步骤1.确定设计指标：根据实际需求确定差分输入电路的放大倍数、带宽、输入电阻和输出电阻等指标。

2.选择运算放大器：根据设计指标选择适合的运算放大器。

常用的运算放大器有通用型运算放大器、精密型运算放大器和高速型运算放大器等。

根据实际需求选择合适的运算放大器。

3.计算电阻值：根据输入电流和输入电压，计算输入电阻的取值。

输入电阻的取值决定了输入信号的电流和电压之间的关系。

4.选择合适的电阻：根据计算得到的电阻值，选择合适的电阻。

电阻的选择要考虑功率、精度和稳定性等因素。

5.进行电路布局：将运算放大器、输入电阻和输出级进行布局，满足电路的连接要求。

6.进行电路仿真：通过电路仿真软件进行电路仿真，验证差分输入电路的性能和稳定性。

7.调试电路：根据仿真结果调试电路，使差分输入电路达到设计要求。

8.进行性能测试：通过实际测试，验证差分输入电路的性能，如放大倍数、带宽和输入输出阻抗等。

四、特点1.高放大倍数：差分输入电路利用运算放大器的差分放大特性，可以获得很高的放大倍数。

运算放大器基本电路大全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。

电子电路中常见的运算放大器设计技巧在电子电路中，运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种非常常见的集成电路器件。

它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点，常被用于信号放大、滤波、积分等应用。

在设计电子电路的过程中，熟练掌握运算放大器的设计技巧是非常重要的。

本文将介绍一些常见的运算放大器设计技巧，以便读者能够更好地运用运算放大器进行电路设计。

一、法则电阻的应用在运算放大器电路设计中，法则电阻是常见的设计技巧之一。

通过适当选择和连接电阻，可以实现对运算放大器输入、输出电压和电流的控制。

下面以非反馈放大器为例，介绍法则电阻在运算放大器设计中的应用。

1.1 输入电阻在非反馈放大器中，输入电阻起到限制输入电流流入运算放大器的作用。

常见的设计技巧是通过串联电阻的方式增大输入电阻。

根据欧姆定律，串联电阻的总电阻等于各个电阻之和。

因此，通过选择合适的电阻数值和个数，可以得到所需的输入电阻值。

1.2 反馈电阻反馈电阻是非反馈放大器中的一个重要电阻，用于控制输出电压。

通过调节反馈电阻的数值，可以改变运算放大器的放大倍数。

当反馈电阻为负反馈时，输出电压与输入电压的关系可以由放大倍数决定。

因此，反馈电阻的选择对于电路的性能至关重要。

二、运算放大器的应用除了法则电阻的应用外，运算放大器还有许多其他常见的应用，下面将介绍其中几种常见的应用。

2.1 比较器比较器是一种常见的运算放大器应用，用于比较两个电压的大小。

通过将一个电压输入到运算放大器的非反馈端，将另一个电压输入到反馈端，可以实现对两个电压进行比较。

当非反馈端电压大于反馈端电压时，输出高电平；当非反馈端电压小于反馈端电压时，输出低电平。

2.2 滤波器滤波器是运算放大器应用的另一个常见领域。

通过适当选择电阻和电容的数值，并将它们与运算放大器相连，可以实现对输入信号的滤波。

常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。

2.3 积分器积分器是一种将输入信号进行积分的电路，常用于信号处理和控制系统中。

集成运放的基本运算电路实验报告实验报告：集成运放的基本运算电路实验目的：1. 了解集成运放的基本原理和性质；2. 学习基本运算电路的设计和实现方法；3. 实验验证运算放大器的基本运算电路，包括反相放大器、非反相放大器、求和放大器和差分放大器。

实验器材：1. 集成运放（可以使用LM741等常见型号）；2. 电阻（包括不同阻值的固定电阻和可变电阻）；3. 电源（正负双电源，供应电压根据集成运放的需求确定）；4. 示波器；5. 信号源。

实验步骤：1. 反相放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。

2. 非反相放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。

3. 求和放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口连接到不同信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。

4. 差分放大器的设计和实现：a. 准备电阻并连接电路，将集成运放的输入接口分别连接到两个信号源，输出接口连接示波器；b. 调整可变电阻的阻值，观察输出信号的变化，记录并分析结果。

实验结果：1. 反相放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。

2. 非反相放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。

3. 求和放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。

4. 差分放大器实验结果：记录输入和输出信号的幅度和相位差，并绘制输入-输出特性曲线。

实验分析：1. 通过对实验结果的观察和分析，可以验证集成运放的基本运算电路的原理和性质。

2. 在实验中可以调整电阻的数值来改变放大倍数或增益，验证运算放大器的增益特性。