介紹 & 簡介

運算放大器 通常稱之為" 運放 "，運算放大器 是一個非常神奇的東西。因為，它可以將輸入端的電壓放大數以萬倍。具體理論的放大倍數是：十萬倍~百萬倍。那么之所以叫做是運算放大器是因為最開始的時候，它主要適用于：加法、減法、微分、積分 這些模擬運算電路當中。所以稱它為運算放大器。

運算放大器是一個內含多級放大電路的電子集成電路(集成器件)，其輸入級是差分放大電路，具有高輸入電阻和抑制零點漂移能力;中間級主要進行電壓放大，具有高電壓放大倍數，一般由共射極放大電路構成;輸出極與負載相連，具有帶載能力強、低輸出電阻特點。運算放大器的應用非常廣泛。

拓展 差分放大：差分放大電路又稱為 差動放大電路，當該電路的兩個輸入端的電壓有差別時，輸出電壓才有變動，因此稱為差動。差分放大電路是由靜態工作點穩定(實際作用就是控制電壓和電流的靜態值)的放大電路演變而來的，差分放大器單單是輸入就用到了很多的元器件，這些元件共同組成了差分放大器。這樣就可以使得你輸入的阻抗很高還有就是使得電路的抗干擾能力變強，它的阻抗是可以看做是無窮大，也就是這一部分我們是可以等效成一個無窮大的一個電阻。好處：這樣的設計好處是不影響輸入的信號。

運算放大器工作原理

運算放大器是具有三個信號輸入端子和兩個電源端子的器件，在運算放大器當中有 兩個輸入端 和 一個輸出端。運算放大器還有兩個端子，用于器件供電。如下圖所示：

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電流永遠不會流入或者流出輸入端，電流可以流入和流出輸出端。

從輸出端流出或流出的電流，由運放的供電端提供。

運算放大器把用"+"的值輸入的電壓值，從"-"輸入端的電壓相減。運算放大器會在兩個輸入電壓取這個差值。并且將它乘以一個非常大的數字，得到一個結果。也就是在課本當中的時候：輸出端電壓等于兩個輸入端的電壓之差乘機一個很大的系數K。

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比如：正端是0.5V，負端是0.3V的話。那么就是 (0.5 - 0.3) x 100000 = 20000V

當然，我們在實際電路當中是不可能輸出端輸出 20000V的，這個時候假設中間兩端的電源線，假設正電源端 10V，那么它的實際輸出電壓也就是 10V。進入飽和狀態。那么都會進入飽和狀態的話，我們該怎么辦畢竟運放也不會怎么用的。

電壓跟隨器

把輸出端和負極進行連接起來，假設我們的輸出是0.6V。那么經過一輪的循環，輸出端就會往下降。Vo = 0.5V

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假設輸出端是 0.4V 的話，一輪的循環之后，輸出端又會往上提升。

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使得最后Vo輸出值會無限接近正極輸入端Vp的值。在這里就是 0.5V。所以此時 Vp=Vo=Vn。以上所說的就是電壓跟隨器的基礎模型。

兩個特性

對于電壓較大的電路可以用這個模型。 穩定輸出我們想要的電壓值。注意：輸出(Vo)和輸入(Vn)是不會銷毀的，原因是運放的阻抗輸入端，阻抗是無窮大的，大到我們電流根本就輸入不進去。這就是運放的特性 虛斷。于是：運放是具有隔離的作用的，避免電路的燒毀。

而輸入端Vp 和 Vn 的電壓是相等的，也就意味著它會產生短路，短路就是幾乎沒有電壓了。但是，運放依舊能正常的運行，這就是運放的第二個特性 虛短。注意：虛短的應用是必須要在負反饋情況下才能夠使用。

定義：將一個系統的輸出信號的一部分或全部以一定方式和路徑送回到系統的輸入端作為輸入信號的一部分，這個作用過程叫——反饋。按反饋的信號極性分類，反饋可分為正反饋和負反饋。

那么根據上面的特性，我們就可以知道：Vo(輸出) = Vp x (1+R2/R1)

拓展知識

再來介紹下最常用的幾種運放知識點：(來自百度百科)

常用的廉價運算放大器有LM324/358。常用的高輸入阻抗(阻抗值很高通常)運算放大器有CA3140、TL072。常用的高速運算放大器有AD8052、OP37和LM4562。若是用于高保真音響，這里推薦你用LM4562，其工作電壓范圍寬，精度高!(同時這類價格也會更貴通常)

LM4562是美國國家半導體公司近年推出的高保真雙運放，其失真超小，僅有0.00003%的總諧波失真及噪聲(THD+N)，換言之，這款運算放大器的失真幾乎可以忽略不計。

LM4562芯片具有極低失真率、低噪聲、高轉換速率、很寬的工作電壓范圍以及較大輸出電流等優點，性能之高是前所未有的。由于這款運算放大器具有這些優點，因此適用于專業級及高端的音頻系統，如音像系統接收器、前置放大器、音頻解碼器和高保真功放以及各種醫療成像系統及工業設備。

LM4562芯片的設計非常獨特，不但內置高速的6MHz單位增益帶寬運算放大器，而且另外還加設了一個專有的立體聲音頻驅動放大器。標準工作狀態下，這款運算放大器的輸入噪聲密度低至2.7nV/√Hz，中頻的噪聲轉角 (noise corner) 達60Hz，輸出電流達26mA，可驅動600Ω的負載。LM4562芯片的轉換速率達20V/μs，增益帶寬積高達55MHz。LM4562芯片可以在±2.5V至±17V之間的供電電壓范圍內保持工作穩定，最大輸出電流高達45mA。該款芯片在上述的供電電壓范圍內操作時，其輸入電路的共模抑制比(CMRR)及電源抑制比(PSRR)都高達108dB以上，而輸入偏置電流則低至10μA(典型值)。