概念

运算放大器（Operational Amplifier，简称为Op-Amp）是一种具有很高放大倍数的放大电路单元，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。它内部集成了差分放大器，电压放大器，功率放大器三级放大电路，是一个鑫能完备，功能强大的通用放大电路单元。它通常用于各种电路中，包括信号处理、滤波、计算和控制等领域。

常用运算放大器电路

1） 电压比较器

• 功能：比较两个输入电压的大小。

• 配置：通常由一个运算放大器构成，其中一个输入连接到非反向输入端（+），另一个输入连接到反向输入端（-），输出通过一个开关电路实现。

• 工作原理：当非反向输入端（+）的电压高于反向输入端（-）时，输出高电平；反之，则输出低电平。（放大电压差——A*((IN+)-(IN-))）

• 特点：具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗，输出端通常为开路或者与电源电压接通。

2） 反相放大器

• 功能：用于将输入信号反向放大。
• 配置：输入信号连接到反向输入端（-），输出信号通过反馈电阻从输出端反馈到反向输入端。
• 工作原理：当输入信号加在反向输入端（-）时，Op-Amp会将其输出以一种方式调整，使得反馈电路通过负反馈（Negative Feedback）控制放大倍数。Op-Amp的高开环增益确保反向放大器可以达到非常高的放大倍数，这取决于反馈电阻和输入电阻的比例。
• 特点：输出电压与输入电压成反向关系，放大倍数由反馈电阻决定。

3） 同相放大器

• 功能：用于将输入信号同向放大。
• 配置：输入信号连接到非反向输入端（+），输出信号通过反馈电阻从输出端反馈到非反向输入端。
• 工作原理：同相放大器会放大输入信号，并保持输入信号和输出信号在相位上的一致性，即输出信号的极性与输入信号一致。
• 特点：输出电压与输入电压同向，放大倍数由反馈电阻决定。

4） 电压跟随器

• 功能：输出信号跟随输入信号而变化，放大倍数接近1。
• 配置：输入信号直接连接到非反向输入端（+），输出信号从输出端取出
• 工作原理：输入信号通过运算放大器的非反向输入端（+）输入。运算放大器放大输入信号，并将放大后的信号输出到输出端。输出端通过反馈电路连接到运算放大器的反向输入端（-）。反馈电路使得输出端的电压与输入端的电压几乎相同，即输出端电压跟随输入端电压变化
• 特点：输出电压接近输入电压，输出阻抗低，用于提升信号驱动能力。

5） 加法器

• 功能：将多个输入信号进行相加。
• 配置：每个输入信号通过电阻连接到同一个节点，输出信号从这个节点取出。
• 特点：输出信号是所有输入信号的代数和，可用于信号混合和运算。

6） 积分器

• 功能：将输入信号进行积分运算。
• 配置：输入信号通过电容器连接到反向输入端（-），反馈电阻从输出端反馈到反向输入端。
• 特点：输出信号是输入信号的积分结果，用于波形积分和信号处理。

7） 微分器

• 功能：将输入信号进行微分运算。
• 配置：输入信号通过电阻连接到反向输入端（-），输入信号通过电容器到反馈电阻连接到输出端。
• 特点：输出信号是输入信号的微分结果，用于信号变化率分析和控制。

以上了解即可，需要时再深入研究

• 如何动态调整放大倍数————使用深度复返规则（这种情况放大倍数不由内部放大系数决定，而是外部的反馈系数决定）(如反向放大器放大倍数由R1和R2的比值决定)

运算放大器电路分析方法

虚短

在引出虚短定义之前，我们先来分析运算放大器的开环特性，以便更好理解虚短。

运算放大器的特性之一是其极高的开环电压放大倍数，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB（即10,000倍）以上，即Op-Amp可以将微小的差分输入电压放大为非常大的输出电压。
而运放的输出电压是有限的，一般在10V～14V，这意味着当输出电压接近这个范围边界时，Op-Amp可能会失真或无法再提供更大的放大倍数。由于开环放大倍数很大，运算放大器对于差模输入电压的要求也变得非常严格，因此通常情况下，运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大（即运算器对于差模输入电压要求越严格），两输入端的电位越接近相等。

• 定义：工作在线性状态的集成运算放大器的非反向输入端（+）和反向输入端（-）之间的电压差非常接近于零，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
• 应用：在设计电路中，可以利用虚短的概念来简化分析，将非反向输入端和反向输入端视为电压相等的节点，从而简化运算放大器电路的分析和计算。

虚断

由于运放（Op-Amp）的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。此外，，如果Op-Amp输出端和非反向输入端之间存在任何不等于零的差异，负反馈机制将迫使Op-Amp输出以消除这种差异。

• 定义：Op-Amp的输出端和非反向输入端（+）之间的电压差非常接近于零，可以视为开路。
• 应用：虚断的概念在分析反馈电路时很有用，可以简化电路的分析过程，使得设计和理解复杂电路更加直观和有效。

理解了虚短和虚断这两个概念就可以更好的分析放大器电路了