资料介绍
简介
运算放大器是线性设计的基本构建模块之一。在经典模式下,运算放大器由两个输入引脚和一个输出引脚构成,其中一个输入引脚使信号反相,另一个输入引脚则保持信号的相位。运算放大器的标准符号如图1所示。其中略去了电源引脚,该引脚显然是器件工作的必需引脚。
图1:运算放大器的标准符号
运算放大器“的标准简称是”运放“。这一名称源于放大器设计的早期,当时运算放大器应用于模拟计算机中。(是的,第一代计算机是模拟的,不是数字的。)当这种基础放大器与几个外部元件配合使用时,可以执行各种数学”运算“,如加、积分等。模拟计算机的主要用途之一体现在第二次世界大战期间,当时,它们被用来绘制弹道轨迹。有关运算放大器的历史,请看参考文献2.
理想的电压反馈(VFB)模型
理想的电压反馈(VFB)运算放大器经典模型具有以下特征:
1.输入阻抗无穷大
2.带宽无穷大
3.电压增益无穷大
4.零输出阻抗
5.零功耗
虽然这些并不现实,但这些理想标准决定着运算放大器的质量。
这就是所谓的电压反馈(VFB)模型。这类运算放大器包括带宽在10 MHz以下的几乎所有运算放大器,以及带宽更高的运算放大器的90%.电流反馈(CFB)是另一种运算放大器架构,我们将在另一教程中讨论。图2总结了理想的电压反馈运算放大器的属性。
图2:理想的电压反馈运算放大器的属性
基本工作原理
理想的运算放大器的基本工作原理非常简单。首先,我们假定输出信号的一部分反馈至反相引脚,以建立放大器的固定增益。这是负反馈。通过运算放大器输入引脚的任何差分电压都将与放大器的开环增益(对于理想的运算放大器,该值无穷大)相乘。如果该差分电压的幅度在反相(–)引脚上为正且高于同相(+)引脚,则输出会变成负。如果差分电压的幅度在同相(+)引脚上为正且高于反相(–)引脚,则输出电压将变成正。放大器的无穷大开环增益会尝试迫使差分输入电压变为零值。只要输入和输出处于放大器的工作电压范围之内,就会使差分输入电压保持于零,输出为输入电压与反馈网络决定的增益之积。请注意,输出对差模电压而非共模电压作出反应。
运算放大器是线性设计的基本构建模块之一。在经典模式下,运算放大器由两个输入引脚和一个输出引脚构成,其中一个输入引脚使信号反相,另一个输入引脚则保持信号的相位。运算放大器的标准符号如图1所示。其中略去了电源引脚,该引脚显然是器件工作的必需引脚。
图1:运算放大器的标准符号
运算放大器“的标准简称是”运放“。这一名称源于放大器设计的早期,当时运算放大器应用于模拟计算机中。(是的,第一代计算机是模拟的,不是数字的。)当这种基础放大器与几个外部元件配合使用时,可以执行各种数学”运算“,如加、积分等。模拟计算机的主要用途之一体现在第二次世界大战期间,当时,它们被用来绘制弹道轨迹。有关运算放大器的历史,请看参考文献2.
理想的电压反馈(VFB)模型
理想的电压反馈(VFB)运算放大器经典模型具有以下特征:
1.输入阻抗无穷大
2.带宽无穷大
3.电压增益无穷大
4.零输出阻抗
5.零功耗
虽然这些并不现实,但这些理想标准决定着运算放大器的质量。
这就是所谓的电压反馈(VFB)模型。这类运算放大器包括带宽在10 MHz以下的几乎所有运算放大器,以及带宽更高的运算放大器的90%.电流反馈(CFB)是另一种运算放大器架构,我们将在另一教程中讨论。图2总结了理想的电压反馈运算放大器的属性。
图2:理想的电压反馈运算放大器的属性
基本工作原理
理想的运算放大器的基本工作原理非常简单。首先,我们假定输出信号的一部分反馈至反相引脚,以建立放大器的固定增益。这是负反馈。通过运算放大器输入引脚的任何差分电压都将与放大器的开环增益(对于理想的运算放大器,该值无穷大)相乘。如果该差分电压的幅度在反相(–)引脚上为正且高于同相(+)引脚,则输出会变成负。如果差分电压的幅度在同相(+)引脚上为正且高于反相(–)引脚,则输出电压将变成正。放大器的无穷大开环增益会尝试迫使差分输入电压变为零值。只要输入和输出处于放大器的工作电压范围之内,就会使差分输入电压保持于零,输出为输入电压与反馈网络决定的增益之积。请注意,输出对差模电压而非共模电压作出反应。
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