运算放大器的简要分析

一、集成运放的优势

集成运算放大器在电子设备上充当着很重要的位置，它具有优良的特性，能为设计带来极大的方便；
       ① Auo 高达80-140dB        A=20lg(dB)
       ② Rid 高达105-1011Ω
       ③ Ro非常低几十Ω左右
       ④ KCMMR很高 70-130dB，具有非常好的抗干扰能力

二、集成运放的工作范围

1.工作在线性区（有反馈存在）

A = Uo/Ui = Uo/（U+ - U-），因为理想集成运放的放大倍数趋向于 ∞ ，而运算放大器的输出是有限的，因此有U+ - U- 趋向于0，即U+ = U-；即虚短的存在。
因为输入电阻很大，因而输入电流趋向于0，即虚断的存在；
分析运放时，充分利用虚断、虚短的特性来分析，当遇到有两个信号源作用时，可采用单个分析相加的方式进行分析。
注意事项：设置的放大倍数输出电压不能超过运放供电电压，否则波形会出现失真现象，甚至会烧坏运放。

2.工作在非线性区（无反馈存在）
       输出电压只有两种可能（+VCC / -VEE）
       U+ > U- 时，Uo = +VCC
       U+ < U- 时，Uo = -VEE
       典型应用：电压比较器
       注意事项：并不是每个运放的输出电压都能达到+VCC ，要看运放的输出类型是不是rail to rail的；通常会在比较器的输出端加上上拉电阻到VCC.

三、集成运放的类型（典型图）

1.反相比例运算放大器

       平衡电阻：R2 = R1//RF
       放大倍数：A = -RF/R1
       特点：输出与输入反相，传说中       的反相器；可以认为只存在差模信号抗干扰能力强。

2.同相比例运算放大器

       平衡电阻：R2 = R1//RF
       放大倍数：A = 1 + RF/R1
       特点：输出与输入同相，输入电阻无穷大，常用于做电压跟随器，使得前后级的影响很小，抗干扰能力没反相的好。

3.反相加法电路

平衡电阻：R2 = Ri1//RF//Ri2
输出关系：Uo = -((RF/Ri1)*Ui1 + (RF/Ri2)*Ui2)

4.同相减法电路

输出关系：Uo = （1 + RF/Ri1)*R3/(R2+R3)Ui2 - (RF/R1)Ui1
当R1=R2=R3=RF时，Uo = Ui2 - Ui1

5.双极性电压变单极性电路

       第一级采用电压跟随器，那么使得它对前后级影响很小。
       输出关系：Uo = 1/2VDD + Ui
       特点：如-5V - +5V ,变为0 - 10V；便于单片机检测，一般单片机无法检测负压的。

5.单极性电压变双极性电路