运放的简单介绍和计算示例

一、运放的简单介绍

运放是指运算放大器，是一种常见的电子器件，常用于信号放大、滤波、比较、反相、积分等电路中。运放具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，使其在电子电路设计中得到广泛应用。

运放一般由输入级、差分放大器、输出级等组成。输入级主要起到对输入信号进行放大和滤波的作用，差分放大器则是运放的核心部分，负责对输入信号进行放大和处理，输出级则将放大后的信号输出到外部电路中。

运放的特性包括增益、带宽、输入偏置电压、输入偏置电流、共模抑制比、温漂等。增益是指运放对输入信号进行放大的程度，带宽则是指运放能够处理的频率范围。输入偏置电压和输入偏置电流是指运放在没有输入信号时的输出状态。共模抑制比是指运放对共模信号的抑制能力，温漂则是指运放性能随着温度变化的程度。

在实际应用中，运放常用于模拟电路设计、信号处理、仪器仪表、音频放大器等领域。

二、运放计算基本思路

运放的虚短和虚断都是指运放输入端的短路或断路问题。

虚短是指在理想状态下两个输入端电压的电压相等。事实上并没有短接，所以叫“虚短”。结论：虚短可得出正负输入端点电压相同。

虚断指在理想情况下流入集成运算放大器输入端电流为零。这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大，就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开路，称为“虚断”。结论：由虚断可得出电流不能流入流出放大器输入端，而外端电流相等。

虚短和虚断都是运放应用中常见的问题，需要在设计和使用中注意。

三、实验记录

理论计算

V1=V2=0v

Vi=5v

(Vo-V1)/R15=(V1-Vi)/R14

Vo=(R15/R14)*(V1-Vi)+V1

带入数值可得

Vo=-Vi

仿真值

当Vi=0.5V时，Vo=-0.5V，计算值和仿真值相同。从仿真中也可以看到， 电流基本不会流入运放！（虚断）；

运放的2个输入端电压基本相同 ！（虚短）

输入为-0.5V时，Vo为0.5V

根据虚短/虚断和 欧姆定律 ，可以计算下面的输出电压。

 

 

Vo=(R12/R11)*Vi + (R12/R13)*Vi + Vi - (R12/R13)*V6;

V6为参考电压，这里为2.5V;

Vo=0.1Vi+0.2Vi+Vi-0.2*V6=1.3*Vi-0.2*V6

计算值 Vi=3V，Vo=1.3*3-0.2*2.5=3.9-0.5=3.4V

仿真值为3.392基本等于Vo，说明计算正确。