运算放大器

一、反相比例运算电路 　　反相比例运算电路如图所示。输入电压 

 通过电阻R作用于集成运放的反相输入端，故输出电压 

 与 

 反相；电阻 

 跨接在集成运放的输出端和反相输入端，引入了电压并联负反馈；同相输入端通过电阻 

 接地， 

 为补偿电阻，以保证集成运放输入级差分放大电路的对称性，其值为 

 =0时反相输入端总等效电阻，即 

=R//Rf 。 

根据理想运放在线性区“虚短路”和“虚断路”的特点有：

 =0

集成运放两个输入端的电位均为零，但由于它们并没有接地，故称之为“虚地”。节点N的电流方程为

由于N点虚地（ 

 =0），整理得出

 与 

 成比例关系，比例系数为 

 ，负号表示 

 与 

 反相。

该电路的闭环电路放大倍数为： 

 

 / 

 = 

 　　若 

 ，则 

 1，即 

 ，这时电路为倒相器。　二、同相比例运算电路

将反相比例运算电路中的输入端和接地端互换，就得到同相比例运算电路，如图所示。电路引入电压串联负反馈，故运放工作在线性区。

根据“虚短”和“虚断”的概念，集成运放的净输入电压为零。即

说明集成运放有共模输入电压。

净输入电流为零（即 

 ），因而 

 ，即

表明 

 与 

 同相且大于 

 。

同相比例运算电路具有高输入电阻、低输出电阻的优点，但有共模输入，所以为了提高运算精度，应当选用高共模抑制比的集成运放。

三、电压跟随器

如图所示，若将输出电压的全部反馈到反相输入端，就构成电压跟随器。电路引入了电压串联负反馈，其反馈系数为1。由于

 ，故输出电压与输入电压的关系为

理想运放的开环差模增益为无穷大，因而电压跟随器具有比射极输出器好得多的跟随特性。

综上所述，对于单一信号作用的运算电路，在分析运算系关时，应首先列出关键节点的电流方程，所谓关键节点是指那些与输入电压和输出电压产生关系的节点，如N点和P点；然后根据“虚短”和“虚断”的原则，进行整理，即可得输出电压和输入电压的运算关系。