常见的运放应用电路讲解

常见的运放应用电路有同相比例放大器、电压跟随器、反相比例运算放大器、加法器、减法器、积分器等。运放的特点有输入阻抗趋近于无穷大，输出阻抗趋近于零，当工作在线性区时，利用虚断和虚短解析电路，非线性区可以应用在电压比较器上。

运算放大器的定义

运算放大器指的是可以进行数学运算的电路，并且具有放大功能，对输入信号进行放大。运算放大器可以简称为OPA，电路符号表示如下：

运算放大器电路符号

运算放大器中虚断和虚短的理解

虚短和虚断引入的前提是运放工作在线性区。虚短指的是同相输入端和反相输入端相当于短在一起，此时电压相等。运放的输入阻抗极大，电流达到uA级别，与开路相似，被称作为虚断。在下面的电路中，主要从虚短和虚断分析。

同相比例运算放大器

虚短：V+=V-

虚断：I-=0

V-=V+=(R1*（R1+R2）)*VOUT

即：VOUT=V+*（1+（R1/R2））

同相比例放大器

电压跟随器

由同相比例放大器VOUT=V+（1+（R1/R2）），当R2趋近于无穷大，输出和输入同大小，被称作为电压跟随器。

电压跟随器

反相比例运算放大器

虚短：V+=V-=0

虚断：I-=0=I+

VIN/R1=-VOUT/R2

即：VOUT=-VIN(R2/R1)，这里要注意运放供电的GND端应该接正电源。

反相比例放大器

输入输出信号对比

加法器

虚短：V+=V-；

虚断：V+=0，即 V+=V-=0’

通过流进结点的电流等于流出结点的电流可得如下：

(VS1-0)R1+(VS2-0)R2=(0-UO)/RF；当这3颗电阻相等时，R1+R2=-UO；UO前面的符号可以通过在加法器后面放一级反相器即可以实现加法。

加法器

减法器

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

当R1=R4，R2=R3，(V2-V3)/2=(V1-VO)/2 可得 V1-V2=V0，这是减法器公式推导。

减法器

积分电路

积分电路可以实现对不同的输入信号进行积分运算，从而实现波形的变换，方波积分运算后可以变成三角波。推导如下：

根据能量守恒定律，输出电流和输入电流相等，通过R电流和电容的电流相等，可推出VO=(-(R1*C1))∫V1dt，通过输入电压在一定时间内积分获得输出电压。

积分电路

　　审核编辑：汤梓红