运算放大器的基础知识及常用芯片

　　运算放大器的工作原理
　　运算放大器具有两个输入端和一个输出端，如-1所示，其中标有“ ”号的输入端为“同相输入端”而不能叫做正端），另一只标有“一”号的输入端为“反相输入端”同样也不能叫做负端，如果先后分别从这两个输入端输入同样的信号，则在输出端会得到电压相同但极性相反的输出信号：输出端输出的信号与同相输人端的信号同相，而与反相输入端的信号反相。

　　运算放大器所接的电源可以是单电源的，也可以是双电源的，如-1所示。运算放大器有一些非常有意思的特性，灵活应用这些特性可以获得很多独特的用途，总的来说，这些特性可以综合为两条：
　　1、运算放大器的放大倍数为无穷大。
　　2、运算放大器的输入电阻为无穷大，输出电阻为零。

　　现在我们来简单地看看由于上面的两个特性可以得到一些什么样的结论。
　　首先，运算放大器的放大倍数为无穷大，所以只要它的输入端的输入电压不为零，输出端就会有与正的或负的电源一样高的输出电压本来应该是无穷高的输出电压，但受到电源电压的限制。准确地说，如果同相输入端输入的电压比反相输入端输入的电压高，哪怕只高极小的一点，运算放大器的输出端就会输出一个与正电源电压相同的电压；反之，如果反相输入端输入的电压比同相输人端输入的电压高，运算放大器的输出端就会输出一个与负电源电压相同的电压（如果运算放大器用的是单电源，则输出电压为零）。
　　其次，由于放大倍数为无穷大，所以不能将运算放大器直接用来做放大器用，必须要将输出的信号反馈到反相输入端（称为负反馈）来降低它的放大倍数。如-3中左图所示，R1的作用就是将输出的信号返回到运算放大器的反相输入端，由于反相输入端与输出的电压是相反的，所以会减小电路的放大倍数，是一个负反馈电路，电阻Rf也叫做负反馈电阻。

　　常用的运算放大器芯片有哪些
　　还有，由于运算放大器的输入为无穷大，所以运算放大器的输入端是没有电流输入的——它只接受电压。同样，如果我们想象在运算放大器的同相输入端与反相输入端之间是一只无穷大的电阻，那么加在这个电阻两端的电压是不能形成电流的，没有电流，根据欧姆定律，电阻两端就不会有电压，所以我们又可以认为在运算放大器的两个输人端电压是相同的（电压在这种情况就有点像用导线将两个输入端短路，所以我们又将这种现象叫做“虚短”）。
　　运算放大器主要参数
　　1.共模输入电阻（RINCM）该参数表示运算放大器工作在线性区时，输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。
　　2.直流共模抑制（CMRDC）该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力。
　　3.交流共模抑制（CMRAC）CMRAC用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力，是差模开环增益除以共模开环增益的函数。
　　4.增益带宽积（GBW）增益带宽积AOL ?是一个常量，定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域。
　　5.输入偏置电流（IB）该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。
　　6.输入偏置电流温漂（TCIB）该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量。TCIB通常以pA/°C为单位表示。
　　7.输入失调电流（IOS）该参数是指流入两个输入端的电流之差。
　　8.输入失调电流温漂（TCIOS）该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量。TCIOS通常以pA/°C为单位表示。
　　9.差模输入电阻（RIN）该参数表示输入电压的变化量与相应的输入电流变化量之比，电压的变化导致电流的变化。在一个输入端测量时，另一输入端接固定的共模电压。
　　10.输出阻抗（ZO）该参数是指运算放大器工作在线性区时，输出端的内部等效小信号阻抗。
　　11.输出电压摆幅（VO）该参数是指输出信号不发生箝位的条件下能够达到的电压摆幅的峰峰值，VO一般定义在特定的负载电阻和电源电压下。
　　12.功耗（Pd）表示器件在给定电源电压下所消耗的静态功率，Pd通常定义在空载情况下。
　　13.电源抑制比（PSRR）该参数用来衡量在电源电压变化时运算放大器保持其输出不变的能力，PSRR通常用电源电压变化时所导致的输入失调电压的变化量表示。
　　14.转换速率/压摆率（SR）该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的值。SR通常以V/?s为单位表示，有时也分别表示成正向变化和负向变化。
　　15.电源电流（ICC、IDD）该参数是在指定电源电压下器件消耗的静态电流，这些参数通常定义在空载情况下。
　　16.单位增益带宽（BW）该参数指开环增益大于1时运算放大器的工作频率。
　　17.输入失调电压（VOS）该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。
　　18.输入失调电压温漂（TCVOS）该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化，通常以？V/°C为单位表示。
　　19.输入电容（CIN）CIN表示运算放大器工作在线性区时任何一个输入端的等效电容（另一输入端接地）。
　　20.输入电压范围（VIN）该参数指运算放大器正常工作（可获得预期结果）时，所允许的输入电压的范围，VIN通常定义在指定的电源电压下。
　　21.输入电压噪声密度（eN）对于运算放大器，输入电压噪声可以看作是连接到任意一个输入端的串联噪声电压源，eN通常以 nV / 根号Hz 为单位表示，定义在指定频率。
　　22.输入电流噪声密度（iN）对于运算放大器，输入电流噪声可以看作是两个噪声电流源，连接到每个输入端和公共端，通常以 pA / 根号Hz 为单位表示，定义在指定频率。
　　运算放大器计算公式
　　运算放大器放大倍数计算公式放大倍数 G=（-）R2/R0，G与R1无关。 为看清楚微小的物体或物体的细节，需要把物体移近眼睛，这样可以增大视角，使在视网膜上形成一个较大的实像。但当物体离眼的距离太近时，反而无法看清楚。换句话说话，要明察秋毫，不但应使物体对眼有足够大的张角，而且还应取合适的距离。显然对眼睛来说，这两个要求是相互制约的，若在眼睛前面配置一个凸透镜便能解决这一问题。凸透镜是一个简单的放大镜，是帮助眼睛观察微小物体或细节的简单的光学仪器。
　　现以凸透镜为例，计算它的放大本领。把物体PQ置于透镜L的物方焦点和透镜之间并使它靠近焦点，如-20（a）所示，于是物体经透镜成一放大的虚像P′Q′。若凸透镜的像方焦距为10cm，则由该透镜做成的放大镜的放大本领为2.5倍，写成2.5×。如果仅从放大本领来考虑，焦距应该取得短一些，而且似乎这样可以得到任意大的放大本领。但由于像差的存在，一般采用的放大本领约为3×。如果采用复式放大镜（如目镜），则可以减少像差，并使放大本领达到20×。
　　常用的运算放大器芯片有哪些
　　常用的低功耗运放：LM324、LM358。常用的高阻抗运放：TL082、TL074、CA3140。常用的精密运放：OP07、OP27、ICL7650。
　　运算放大器基本电路
　　单电源工作的运放需要外部提供一个虚地，通常情况下，这个电压是VCC/2，图二的电路可以用来产生VCC/2的电压，但是他会降低系统的低频特性。
　　常用的运算放大器芯片有哪些
　　R1 和R2 是等值的，通过电源允许的消耗和允许的噪声来选择，电容C1 是一个低通滤波器，用来减少从电源上传来的噪声。在有些应用中可以忽略缓冲运放。