数字电子中的运算放大器（op-amp）

放大器是一种增加输入信号强度的设备。它可以是电压放大器，其输入是一些电压，输出也是电压但被放大。电流放大器，其输入是一些电流，输出也是电流但被放大。

运算放大器的框图

• 跨导放大器，输入为电压，输出为电流。
• 跨阻放大器，输入为电流，输出为电压。

运算放大器(或，op-amp)是一种电压放大的三端电子设备，具有两个输入端，即反相端(图中用“-”符号标记)和同相端(用“+”标记)签入图)，第三个端子是输出端子。运算放大器的增益 (“A”) = 输出信号/输入信号

运放的不同配置：

开环配置 –
在这种配置中，运算放大器没有任何反馈。理想情况下，它具有无限的开环增益(实际上是其输入端子之间电位差的数十万倍)。

#反转模式：

反相开环运算放大器

#非反相模式：

同相开环运算放大器

闭环配置 –
在运算放大器的这种配置中，使用了负反馈，即将一部分输出电压施加回反相输入端。与开环增益相比，这种反馈大大降低了运算放大器的增益。因此，它是一种受控的放大方式。

#反转模式：

反相闭环运算放大器

#非反相模式：

同相闭环运算放大器

理想运算放大器的特性 –

• 开环增益：理想情况下，运算放大器应该具有无限的开环增益(实际上它是其输入端子之间的电位差的数十万倍)。
• 输入阻抗或电阻：理想情况下，运算放大器应该具有无穷大的输入电阻(实际上应该非常高)。
• 输出阻抗或电阻：理想情况下，运算放大器应该具有零输出电阻(实际上应该非常低)。
• 带宽：理想情况下，运算放大器应该具有无限带宽(实际上是有限的)。
• CMRR：理想情况下，运算放大器应具有无限大的 CMRR，共模抑制比，以便输出中的共模噪声电压变为零。
• 压摆率：理想情况下，运算放大器应具有无限的 SR 压摆率，以便输入电压的任何变化同时改变输出电压。

运算放大器的基本术语 –

1. 压摆率：运算放大器的压摆率 (SR) 定义为每单位时间输出电压的最大变化率。它表示为每微秒的伏特数 ( V / μs )。

SR = (dVo / dt) |max

2. 输出偏移电压：当输入之间的电压差为零时，运算放大器的输出理想情况下应为零，但实际上输出是非零的，有一个幅度非常小的电压。当没有输入时，输出侧的这种不需要的电压称为输出偏移电压。

3. 输入失调电流：当运算放大器没有输入电压时，进入反相端和同相端的电流之差的大小。

Io = |Ib1-Ib2|; 
Io-Input Offset Current, Ib1 & 
Ib2-current at input terminals 

4. 输入偏置电流：

I(bias) = (Ib1+Ib2)/2 

5. 输入失调电压：它是故意施加在运算放大器的反相或同相端子上的电压，以消除输出失调电压的影响。

V(Input Offset Voltage) = 0 (ideally)
V(Input Offset Voltage) = -V(Output Offset Voltage) (practically) 

6. 共模抑制比 (CMRR)：它是差模增益(当不同的信号施加到两个输入端时)与共模增益(当信号只施加到一个输入端时)之比)。

CMRR = |(differential mode gain) / (common mode gain)| 

7. 电源电压抑制比 (SVRR)：它被定义为运算放大器的输入失调电压变化 V _io与电源电压 V变化的比率。

SVRR = ΔVio / ΔV

应用 –它可以用作：

• 反相和非反相加法器，
• 减法器，
• 积分器，
• 微分器，
• 对数放大器等