OPA192：运算放大器

1ZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路Analog Engineer's Circuit:AmplifiersZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路设计目标输入V idiff (V i2-V i1)共模电压输出电源V i diff Min V i diff Max V cm V oMin V oMax V cc V ee V ref -0.5V+0.5V±7V–5V+5V+15V–15V0V设计说明此设计使用3个运算放大器构建分立式仪表放大器。

电路将差动信号转换为单端输出信号。

仪表放大器能否以线性模式运行取决于其构建块（即运算放大器）能否以线性模式运行。

当输入和输出信号分别处于器件的输入共模和输出摆幅范围内时，运算放大器以线性模式运行。

这些范围取决于用于为运算放大器供电的电源电压。

设计说明1.使用精密电阻器实现高直流CMRR 性能2.R 10设置电路的增益。

3.向输出级添加隔离电阻器以驱动大电容负载。

4.高电阻值电阻器可能会减小电路的相位裕度并在电路中产生额外的噪声。

5.能否以线性模式运行取决于所使用的分立式运算放大器的输入共模和输出摆幅范围。

线性输出摆幅范围在运算放大器数据表中A OL 测试条件下指定。

2ZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路设计步骤1.此电路的传递函数：2.选择反馈环路电阻器R 5和R 6：3.选择R 1、R 2、R 3和R 4。

要将Vref 增益设置为1V/V 并避免降低仪表放大器的CMRR ，R 4/R 3和R 2/R 1的比值必须相等。

4.计算R 10以实现所需的增益：(1)5.要检查共模电压范围，请从参考文献[5]中下载并安装程序。

通过为内部放大器具有所选放大器（在本例中为TLV172）所定义的共模范围、输出摆幅和电源电压范围的三级运算放大器INA 添加代码，对安装目录中的INA_Data.txt 文件进行编辑。

运算放大器的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII运算放大器的工作原理放大器的作用： 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。

用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。

原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。

按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。

高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，运算放大器原理运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）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，乘法等运算电路中，因而得名。

一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。

最基本的运算放大器如图1-1。

一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

图1-1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。

集成运算放大器相关知识集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种电子设备，可以放大输入信号并输出放大后的信号。

它在电子电路中广泛应用，是现代电子技术的重要组成部分。

本文将介绍集成运算放大器的基本原理、特性和应用。

一、基本原理集成运算放大器是由多个晶体管和其他电子元件组成的集成电路芯片。

它的核心部分是差分放大器，由输入级、中间级和输出级组成。

差分放大器能够将输入信号放大并进行相位反转，使得放大后的信号与输入信号之间具有特定的幅度和相位关系。

集成运算放大器具有两个输入端和一个输出端。

其中，一个输入端称为非反相输入端（+），另一个输入端称为反相输入端（-）。

通过调节输入端的电压，可以控制输出端的电压。

当输入端的电压差为零时，输出端的电压为零；当输入端的电压差增大时，输出端的电压也相应增大。

二、特性1. 增益：集成运算放大器具有很高的增益。

通常情况下，它的增益可达几万甚至几十万倍。

这使得它能够将微弱的输入信号放大到足够大的幅度，以便进行后续处理或驱动其他设备。

2. 输入阻抗：集成运算放大器的输入阻抗很大，通常为几兆欧姆。

这意味着它可以接受来自外部电路的信号而对其产生很小的影响，从而保持信号的稳定性。

3. 输出阻抗：集成运算放大器的输出阻抗很小，通常为几十欧姆。

这意味着它能够提供足够大的输出电流，以驱动其他负载电路。

4. 带宽：集成运算放大器的带宽是指它能够放大的频率范围。

一般来说，带宽越大，放大器能够处理的高频信号越多。

常见的集成运算放大器的带宽在几百千赫至几百兆赫之间。

5. 偏置电压：集成运算放大器的输入端存在一个偏置电压。

当输入信号为零时，输出信号也不为零，而是存在一个偏置电压。

这是由于集成运算放大器内部元件的不匹配造成的。

三、应用1. 模拟电路：集成运算放大器常用于模拟电路中，如滤波器、放大器、振荡器等。

它可以对信号进行放大、滤波、调制等处理，使得信号能够适应不同的应用场景。

运算放大器工作原理是什么?运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）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，乘法等运算电路中，因而得名。

一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。

最基本的运算放大器如图1-1。

一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(O P_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

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回馈（positive feedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

开环回路运算放大器如图1-2。

当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时，其输出与输入电压的关系式如下：Vout = ( V+ -V-) * Aog其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益（open-loop differential gai由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。

因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparat or），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。

闭环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。

运算放大器的工作原理放大器的作用： 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。

用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。

原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。

按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。

高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，运算放大器原理运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）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，乘法等运算电路中，因而得名。

一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。

最基本的运算放大器如图1-1。

一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

图1-1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。

运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。

在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。

为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛。

看看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……最后我们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！最后我们这群精英也就记得几个公式了。

今天，小吴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，（这个应该知道为什么吧，用不知道用增益和放大倍数的公式推导一下哦）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1MΩ 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。

电路基础原理中的运算放大器解析电路基础原理是电子工程学习的重要基础，掌握其中的关键概念和原理对于理解更复杂的电路设计和工作原理至关重要。

其中一个重要的组成部分就是运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp），它在电路中扮演着重要的角色。

一、什么是运算放大器？运算放大器是一种用于放大电路信号的集成电路元件。

它具有两个输入端（非反相输入端和反相输入端）和一个输出端。

运算放大器本身有非常高的增益，因此可以将微弱的输入信号放大到可用的幅度，在电路设计中起到重要作用。

二、运算放大器的基本原理1. 差分放大器运算放大器的非反相输入端和反相输入端构成了差分放大器，它通过比较两个输入端的电压差来产生输出信号。

差分放大器可以将输入信号在幅度上放大，并且可以通过外部电阻的调整来控制放大倍数。

2. 输入阻抗和输出阻抗运算放大器的输入阻抗非常高，说明它几乎不吸收输入信号的电流，而输出阻抗很低，能够在输出信号不受外界干扰的情况下提供准确的电压输出。

3. 开环增益和反馈运算放大器的开环增益非常高，一般可以达到10^5至10^6之间。

为了使运算放大器能够工作在稳定状态并有预期的放大效果，需要进行反馈控制。

反馈电路通过将一部分输出信号反馈到输入端，达到稳定放大的作用。

4. 负反馈在运算放大器的反馈中，负反馈是最常用的形式。

负反馈通过将一部分输出信号反向加在输入端，从而使运算放大器的输入信号与期望输出信号之间的差异减小，提高了电路的稳定性和准确性。

三、运算放大器的应用1. 比较器运算放大器可以作为比较器使用，比较两个输入信号的大小，输出高电平或低电平，用于触发其他电路的动作。

2. 滤波器运算放大器可以与电容和电感等元件结合，构成滤波器电路，对不同频率的信号进行滤波处理。

3. 仪器放大运算放大器可以作为仪器放大电路的核心部件，将微小的信号放大到可测量的幅度，如放大心电图仪的心电信号。

4. 信号发生器运放可以构成简单的信号发生器电路，通过正弦波、方波等信号的输入，产生不同频率和幅度的输出信号。

如何正确连接并使用电子电路中的运算放大器运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是电子电路中常见的一种器件，用于放大电压和信号。

它在各种电子设备中广泛应用，包括放大器、滤波器、比较器、振荡器等。

本文将详细介绍如何正确连接并使用电子电路中的运算放大器。

1. 运算放大器的基本原理运算放大器是一种差分放大器，它由多个晶体管组成。

它有两个输入端，即非反相输入端（+）和反相输入端（-），以及一个输出端。

在理想情况下，运算放大器具有无限的输入阻抗、无限的增益和无限的带宽。

在实际应用中，我们需要根据具体需求进行合理的连接和使用。

2. 连接运算放大器为了正确连接运算放大器，我们需要注意以下几点：(1) 电源连接：运算放大器通常需要正负两个电源供电，简称双电源。

将正电源连接到VCC+引脚，将负电源连接到VCC-引脚。

这样可以确保运算放大器在工作时正常供电。

(2) 地引脚连接：运算放大器的地引脚一般标记为GND，需要将其连接到电路的地点，以确保同一电位。

(3) 输入引脚连接：将信号源连接至运算放大器的非反相输入端（+），将被放大的信号连接至反相输入端（-）。

根据具体应用，可以通过电阻网络对输入端进行偏置和调整。

3. 使用运算放大器在正确连接运算放大器后，我们可以根据实际需求进行使用。

以下是一些常见的使用方式：(1) 放大器：将运算放大器连接为非反相放大器或反相放大器，通过调整输入信号和反馈电阻的比例，可以实现不同的放大倍数。

(2) 求和器：通过将多个输入信号连接到运算放大器的不同输入端，可以实现输入信号的求和。

(3) 比较器：将运算放大器配置为比较器，可以用于检测信号的阈值，并产生相应的输出信号。

(4) 滤波器：结合电容和电阻等元件，可以将运算放大器连接为滤波器，实现对特定频率范围的信号放大或削弱。

4. 注意事项在使用运算放大器时，需要注意以下几点：(1) 电源稳定性：运算放大器对电源稳定性要求较高，因此应选择稳定性较好的电源并进行适当滤波。

理想运算放大器的基本概念理想运算放大器（Ideal Operational Amplifier，简称Op Amp）是电子工程中一种非常有用的基本电路元件。

它可以在电路中完成多种信号处理和放大的功能，并且可以应用于各种不同的电路中。

在本篇文章中，将讨论运算放大器的基本概念，包括其定义、结构、特性以及应用。

1. 定义：理想运算放大器是一种有无限大的增益、无限大输入阻抗和零输出阻抗的电路。

在理想情况下，运算放大器的电压增益A可以看做是无限大，输入阻抗Zin无限大，输出阻抗Zout为零。

同时，在理想情况下，使用运算放大器时，无需外接电源。

这意味着，它可以通过对输入信号进行简单的代数计算来产生一个输出信号（电压、电流或电荷分布等）。

2. 结构：理想运算放大器由五个基本部分组成：两个输入端口，一个输出端口，一个差动放大器、一个电压控制电流源。

图1. 理想运算放大器电路模型图1展示了理想运算放大器的电路模型。

其中，输入端口V1和V2是通过两个终端接入信号源的地方。

输出端口是放大器输出的地方。

差动放大器是一个用于增益放大和信号调节的基本电路。

电压控制电流源通常用于控制运放输出电压。

这些部分通过电源电路连接到一起，以便形成一个系统。

3. 特性：理想运算放大器具有很多特性。

其中最重要的是输入阻抗、输出阻抗、增益和带宽等。

（1）输入阻抗：输入阻抗是指输入端口的电阻值。

理想运算放大器的输入阻抗为无限大，因此，它不会在任何程度上影响信号源的性能。

输入阻抗为无限大的运算放大器可以用于提供高增益放大度或使用被动组件（如电阻和电容）的滤波器电路。

（2）输出阻抗：输出阻抗是指输出端口处的电阻值。

理想运算放大器的输出阻抗为零，这意味着终端处的电压仅取决于外部负载的特性，并且与放大器的特性无关。

这样的输出阻抗可以通过信号放大和放大电压进行精密控制应用于高增益电路，例如，用作缓冲器，在成本低于其他自限制放大器时实现高性能。

（3）增益：理想运算放大器的增益为无限大。