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運(yùn)算放大器（虛短/虛斷、參數(shù)、電壓跟隨器）

目錄

1、運(yùn)放噪聲如何考慮，噪聲增益如何計(jì)算

2、請(qǐng)簡(jiǎn)述虛短、虛斷的概念

3、運(yùn)算放大器有什么特點(diǎn)

4、運(yùn)放如何減少信號(hào)失真，提高信號(hào)質(zhì)量

5、運(yùn)放性能參數(shù)主要有哪些，請(qǐng)列舉？

6、如何識(shí)別電路是否為運(yùn)算電路

7、電壓跟隨器的主要用途

8、電壓跟隨器是一種什么組態(tài)的放大器？它能對(duì)輸入信號(hào)放大嗎？

1、運(yùn)放噪聲如何考慮，噪聲增益如何計(jì)算

答：運(yùn)放的噪聲是指在運(yùn)放的輸入端引入的隨機(jī)噪聲，這種噪聲是由于運(yùn)放內(nèi)部元件的隨機(jī)性和運(yùn)放工作過程中的熱噪聲產(chǎn)生的，不可徹底消除或避免。噪聲可以通過兩個(gè)參數(shù)衡量，一個(gè)是輸入噪聲電壓 EINV，一個(gè)是輸入噪聲電流 EINC。

2、請(qǐng)簡(jiǎn)述虛短、虛斷的概念

虛斷，是由于運(yùn)放輸入阻抗大所導(dǎo)致的固有特性，由于輸入阻抗很大，導(dǎo)致輸入到運(yùn)放的電流很小，近似于斷開；而虛短是由于運(yùn)放工作在負(fù)反饋條件下而表現(xiàn)出的特性，此時(shí)同向輸入端電壓與反向輸入端電壓相同；

3、運(yùn)算放大器有什么特點(diǎn)

答：運(yùn)算放大器是一種重要的集成電路，常被用于電子電路的放大和信號(hào)處理中。

其特點(diǎn)主要包括：

（1）高增益：運(yùn)算放大器有很高的電壓增益，通常可達(dá)幾萬到幾十萬倍以上，可以對(duì)微小信號(hào)進(jìn)行放大。

（2）高輸入阻抗：運(yùn)算放大器的輸入阻抗很高，接近于無窮大，可以避免測(cè)量時(shí)對(duì)被測(cè)量對(duì)象產(chǎn)生干擾。

（3）低輸出阻抗：運(yùn)算放大器的輸出阻抗很低，通常在幾十歐姆以下，可以輸出高電流和低電壓，適合

驅(qū)動(dòng)其他電路。

（4）高共模抑制比：運(yùn)算放大器的共模抑制比很高，可以抑制共模干擾信號(hào)，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

（5）可變?cè)鲆妫哼\(yùn)算放大器的電壓增益可以通過外部電阻和電容等元器件進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)可變?cè)鲆?

的功能。

（6）高精度：運(yùn)算放大器的輸出精度高，可以達(dá)到幾千分之一甚至更高的精度。

（7）高帶寬：運(yùn)算放大器的帶寬很寬，可以達(dá)到幾百 kHz 或幾 MHz 以上，適合高速信號(hào)處理應(yīng)用。

4、運(yùn)放如何減少信號(hào)失真，提高信號(hào)質(zhì)量

答：主要依賴于其內(nèi)部電路設(shè)計(jì)和特性。運(yùn)算放大器通過差分放大、高輸入阻抗、負(fù)反饋、寬帶寬、精確調(diào)整和補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)手段，可以有效地減少信號(hào)失真，提高信號(hào)質(zhì)量。這些特性使得運(yùn)算放大器在信號(hào)處理和放大應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

（1）差分放大電路

運(yùn)算放大器內(nèi)部通常包含差分放大電路，這種電路可以有效地減少共模噪聲和干擾，從而提高信號(hào)質(zhì)量并減少失真。差分放大電路通過比較兩個(gè)輸入信號(hào)的差異來工作，只放大差分信號(hào)，而對(duì)共模信號(hào)（即兩個(gè)輸入信號(hào)共有的部分）進(jìn)行抑制。

（2）高輸入阻抗

運(yùn)算放大器具有非常高的輸入阻抗，這意味著它對(duì)輸入信號(hào)的源電阻影響很小。高輸入阻抗可以減少信號(hào)源與運(yùn)算放大器之間的信號(hào)損失和信號(hào)變形，從而保持信號(hào)的原始特征。

（3）負(fù)反饋

運(yùn)算放大器經(jīng)常結(jié)合負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)使用，負(fù)反饋可以有效地穩(wěn)定放大器的增益和相位響應(yīng)，減少放大過程中的非線性失真。負(fù)反饋通過從輸出端取一部分（或全部）信號(hào)并反饋到輸入端，以此來調(diào)整放大器的性能。

（4）寬帶寬

運(yùn)算放大器通常具有較寬的帶寬，這意味著它們可以處理高頻信號(hào)而不會(huì)引入過多的相位失真。寬帶寬特性使得運(yùn)算放大器在高頻應(yīng)用中能夠保持較低的失真水平。

（5）精確調(diào)整和補(bǔ)償

通過精確調(diào)整運(yùn)算放大器的內(nèi)部電路參數(shù)，如增益、相位和偏置等，可以進(jìn)一步優(yōu)化其性能并減少失真。此外，現(xiàn)代運(yùn)算放大器還采用了一些補(bǔ)償技術(shù)，如零點(diǎn)補(bǔ)償和極點(diǎn)補(bǔ)償，以減小因內(nèi)部寄生效應(yīng)引起的失真。

5、運(yùn)放性能參數(shù)主要有哪些，請(qǐng)列舉？

答：運(yùn)放是一種重要的模擬電路元件，它的性能參數(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）增益：指運(yùn)放輸入與輸出信號(hào)之間的比例關(guān)系，一般用增益系數(shù) G 表示，可以是電壓增益、電流增益、功率增益等。

（2）帶寬：運(yùn)放的帶寬是表示運(yùn)放能夠處理交流信號(hào)的能力。當(dāng)輸出信號(hào)下降到原來輸出的0.707 倍時(shí)，也就是根號(hào) 2 分之一，或者叫減小了 3dB，這時(shí)候信號(hào)的頻率就叫做運(yùn)放的帶寬。一般用-3dB帶寬表示，即當(dāng)增益下降3dB時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率范圍。

（3）輸入偏置電壓：指在沒有輸入信號(hào)時(shí)，運(yùn)放輸入端之間的電壓差，它會(huì)對(duì)運(yùn)放的直流工作點(diǎn)產(chǎn)生影響。

（4）輸入偏置電流：指運(yùn)放輸入端流入或流出的電流，它也會(huì)對(duì)運(yùn)放的直流工作點(diǎn)產(chǎn)生影響。

（5）輸入失調(diào)電壓：指在輸入端加入相同大小的信號(hào)時(shí)，輸出的差值電壓，也稱為共模抑制比。

（6）輸入失調(diào)電流：指在輸入端加入相同大小的信號(hào)時(shí)，輸出的差值電流。

（7）輸出電壓范圍：指運(yùn)放輸出的電壓范圍，一般用最大輸出電壓和最小輸出電壓表示。

（8）噪聲：指運(yùn)放輸入與輸出之間的隨機(jī)波動(dòng)，可以是熱噪聲、1/f 噪聲等 。

6、如何識(shí)別電路是否為運(yùn)算電路

看該電路是否引入負(fù)反饋，運(yùn)算電路通常包含反饋網(wǎng)絡(luò)，用于調(diào)整電路的性能。負(fù)反饋是運(yùn)算電路中常見的反饋類型，它可以穩(wěn)定電路，減少失真，并控制放大倍數(shù)等。

7、電壓跟隨器的主要用途

緩沖：電壓跟隨器能夠減小線路分布電阻對(duì)電路的影響，從而起到緩沖的作用。

隔離：電壓跟隨器可以隔離前后級(jí)電路，防止前級(jí)電路對(duì)后級(jí)電路產(chǎn)生影響。

提高帶負(fù)載能力：由于電壓跟隨器的輸出阻抗很低，因此它可以提高輸出電路的帶負(fù)載能力。

8、電壓跟隨器是一種什么組態(tài)的放大器？它能對(duì)輸入信號(hào)放大嗎？

電壓跟隨器是電壓串聯(lián)型放大器，其放大倍數(shù)為1，不能對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大。