運算放大器的原理

運放如上圖有兩個輸入端a,b和一個輸出端o.也稱為倒向輸入端(反相輸入端),非倒向輸入端(同相輸入端)和輸出端.當(dāng)電壓加U-加在a端和公共端(公共端是電壓的零位,它相當(dāng)于電路中的參考結(jié)點.)之間,且其實際方向從a 端指向公共端時,輸出電壓U實際方向則自公共端指向o端,即兩者的方向正好相反.當(dāng)輸入電壓U+加在b端和公共端之間,U與U+兩者的實際方向相對公共端恰好相同.為了區(qū)別起見,a端和b 端分別用"-"和"+"號標(biāo)出,但不要將它們誤認為電壓參考方向的正負極性.電壓的正負極性應(yīng)另外標(biāo)出或用箭頭表示.反轉(zhuǎn)放大器和非反轉(zhuǎn)放大器如下圖：

一般可將運放簡單地視為：具有一個信號輸出端口(Out)和同相、反相兩個高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運放制作同相、反相及差分放大器。

運放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。對于雙電源供電運放，其輸出可在零電壓兩側(cè)變化，在差動輸入電壓為零時輸出也可置零。采用單電源供電的運放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。

運放的輸入電位通常要求高于負電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值。經(jīng)過特殊設(shè)計的運放可以允許輸入電位在從負電源到正電源的整個區(qū)間變化，甚至稍微高于正電源或稍微低于負電源也被允許。這種運放稱為軌到軌(rail-to-rail)輸入運算放大器。

運算放大器的輸出信號與兩個輸入端的信號電壓差成正比，在音頻段有：輸出電壓=A0(E1-E2)，其中，A0 是運放的低頻開環(huán)增益(如 100dB，即 100000 倍)，E1 是同相端的輸入信號電壓，E2 是反相端的輸入信號電壓。