常見的運(yùn)放應(yīng)用電路有同相比例放大器、電壓跟隨器、反相比例運(yùn)算放大器、加法器、減法器、積分器等。運(yùn)放的特點(diǎn)有輸入阻抗趨近于無窮大，輸出阻抗趨近于零，當(dāng)工作在線性區(qū)時(shí)，利用虛斷和虛短解析電路，非線性區(qū)可以應(yīng)用在電壓比較器上。

運(yùn)算放大器的定義

運(yùn)算放大器指的是可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的電路，并且具有放大功能，對輸入信號進(jìn)行放大。運(yùn)算放大器可以簡稱為OPA，電路符號表示如下：

運(yùn)算放大器電路符號

運(yùn)算放大器中虛斷和虛短的理解

虛短和虛斷引入的前提是運(yùn)放工作在線性區(qū)。虛短指的是同相輸入端和反相輸入端相當(dāng)于短在一起，此時(shí)電壓相等。運(yùn)放的輸入阻抗極大，電流達(dá)到uA級別，與開路相似，被稱作為虛斷。在下面的電路中，主要從虛短和虛斷分析。

同相比例運(yùn)算放大器

虛短：V+=V-

虛斷：I-=0

V-=V+=(R1*（R1+R2）)*VOUT

即：VOUT=V+*（1+（R1/R2））

同相比例放大器

電壓跟隨器

由同相比例放大器VOUT=V+（1+（R1/R2）），當(dāng)R2趨近于無窮大，輸出和輸入同大小，被稱作為電壓跟隨器。

電壓跟隨器

反相比例運(yùn)算放大器

虛短：V+=V-=0

虛斷：I-=0=I+

VIN/R1=-VOUT/R2

即：VOUT=-VIN(R2/R1)，這里要注意運(yùn)放供電的GND端應(yīng)該接正電源。

反相比例放大器

輸入輸出信號對比

加法器

虛短：V+=V-；

虛斷：V+=0，即 V+=V-=0’

通過流進(jìn)結(jié)點(diǎn)的電流等于流出結(jié)點(diǎn)的電流可得如下：

(VS1-0)R1+(VS2-0)R2=(0-UO)/RF；當(dāng)這3顆電阻相等時(shí)，R1+R2=-UO；UO前面的符號可以通過在加法器后面放一級反相器即可以實(shí)現(xiàn)加法。

加法器

減法器

短路：V+=V- ，即(V2-V3)(R3/(R2+R3))=(V1-VO)(R1/(R1+R4))

當(dāng)R1=R4，R2=R3，(V2-V3)/2=(V1-VO)/2 可得 V1-V2=V0，這是減法器公式推導(dǎo)。

減法器

積分電路

積分電路可以實(shí)現(xiàn)對不同的輸入信號進(jìn)行積分運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)波形的變換，方波積分運(yùn)算后可以變成三角波。推導(dǎo)如下：

根據(jù)能量守恒定律，輸出電流和輸入電流相等，通過R電流和電容的電流相等，可推出VO=(-(R1*C1))∫V1dt，通過輸入電壓在一定時(shí)間內(nèi)積分獲得輸出電壓。

積分電路