運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)應(yīng)用講解（一）

運(yùn)算放大器經(jīng)常出現(xiàn)在我們的電子電路中，她主要用于信號(hào)處理，比如緩沖器、過(guò)濾器、信號(hào)放大，也可以用做普通的比較器。

實(shí)際電路中有很多運(yùn)算放大器的應(yīng)用，我們就從她的幾個(gè)常用案例入手，一點(diǎn)點(diǎn)了解她。

下面我們以一款常用運(yùn)放舉例，TI 的 適用于汽車的 LM2904-Q1 通用雙路運(yùn)算放大器芯片。

運(yùn)放的每一路可以用下圖表示：

理想運(yùn)放特性

了解運(yùn)算放大器，就要從她的特性入手，理想運(yùn)放的特性如下：

• 極大的輸入電阻
  高輸入阻抗，輸入端流入電流近于 0，幾乎不取用信號(hào)源電流，近于電壓控制特性，得出“虛斷”概念；
• 極小的輸出電阻
  具有（在負(fù)載能力以內(nèi)）不挑負(fù)載，適應(yīng)任意負(fù)載的特性。后級(jí)負(fù)載電路的阻抗大小不會(huì)影響到輸出電壓。
• 很大的電壓放大倍數(shù)（可達(dá)百萬(wàn)或千萬(wàn)倍）
  實(shí)際使用中，放大倍數(shù)是有限的，在開環(huán)狀態(tài)下，也就是沒有負(fù)反饋的情況下，運(yùn)放就相當(dāng)于比較器，其輸出是電源負(fù)極電壓或者電源正極電壓兩種狀態(tài)。閉環(huán)狀態(tài)下，即帶有負(fù)反饋的情況下，為運(yùn)算放大狀態(tài)，此時(shí)，正輸入端和負(fù)輸入端在負(fù)反饋的作用下，壓差為0，導(dǎo)出 "虛短" 概念。

比較器

今天我們先從簡(jiǎn)單的說(shuō)起，當(dāng)運(yùn)放在開環(huán)狀態(tài)下，也就是沒有負(fù)反饋的情況下，她相當(dāng)于比較器。

如下圖，我們一起分析一下：

負(fù)向輸入端電壓值 = VCC * (R10 / (R9 + R10)）

• 當(dāng) Vin 輸入端電壓 大于 負(fù)向輸入端電壓值時(shí)，運(yùn)放輸出端 Vout 會(huì)被無(wú)限抬高，直到等于她的供電電壓 VCC 值。
• 當(dāng) Vin 輸入端電壓 小于 負(fù)向輸入端電壓值時(shí)，運(yùn)放輸出端 Vout 會(huì)被無(wú)限拉低，直到等于供電電壓負(fù)極電壓值。

這樣，就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)輸入端電壓值大小比較的功能，通常會(huì)用在電壓閾值監(jiān)控的場(chǎng)合，比如，監(jiān)控電路中某一電壓值高于閾值，會(huì)執(zhí)行報(bào)警等等。