運算放大器可以執(zhí)行任何放大器功能，是最基本的器件。運算放大器的名稱源于模擬計算機占主導(dǎo)地位且反饋放大器執(zhí)行數(shù)學(xué)功能的時代。反饋使放大器的性能取決于無源器件、電阻器和電容器，而不是有源器件。基本的運算放大器電路由四個阻抗組成(圖1)。你可以使用電阻器進行增益計算，但是如果用電容替換Z1，該電路將成為微分器；如果用電容替換Z2，該電路就成為積分器。

圖1：差分放大器的原理圖很容易畫，但是要用分立元件做出來幾乎不可能。

有趣的提示：在反饋路徑中置入一個函數(shù)時，該運算放大器電路就可以完成反函數(shù)。例如，運算放大器反饋路徑中的帶通濾波器變?yōu)閹ё铻V波器。運算放大器有多種用途：你可以將非線性元件(例如二極管、晶體管和熱敏電阻)置入反饋路徑中，得到對數(shù)放大器等復(fù)雜功能。運算放大器對模擬電子產(chǎn)品的最大貢獻在于其靈活性，它們可以通過添加適合的無源元件來執(zhí)行任何模擬功能。

如果運算放大器適合各種應(yīng)用，為什么還需要其他放大器配置？看一看下面的差分放大器公式，請注意，當(dāng)輸入源等于零(V1 = V2 = 0)時，仍然有可能放大共模噪聲。實現(xiàn)共模噪聲抑制的最佳方法是使所有四個電阻相等。

使用分立電阻時，運算放大器的電阻不能很好地匹配。電阻器若其購買公差為1％，則在最壞情況下會產(chǎn)生34dB的CMRR(共模抑制比)，而附加的2％漂移公差則會使CMRR限制為24dB。差分放大器使用微調(diào)和匹配之類的IC技術(shù)來匹配其電阻，并將CMRR增加到80dB以上。

差分放大器通常具有等值電阻器，但這種情況會導(dǎo)致輸入電阻不均衡。源V1經(jīng)歷的近似輸入電阻為Z1，源V2的輸入電阻為(Z3 + Z4)。源電阻與差分放大器輸入電阻一起形成不平衡的分壓器。因此，電阻器失配會產(chǎn)生差分放大器無法抑制的差分誤差信號。通過在差分放大器的輸入端添加緩沖器就可以避免這種情況，而緩沖器通常是采用兩個運算放大器，并使用一個公共增益設(shè)置電阻器而構(gòu)成。這種配置是“三運放”儀表放大器，它具有差分放大器的所有特性以及匹配的高電阻輸入。

使用雙運放儀表放大器可以獲得高輸入電阻，與三運放儀表放大器相比，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確實具有成本更低及靜態(tài)電流更低的優(yōu)點。雙運放儀表放大器具有高輸入阻抗，但通過同相輸入的信號延遲是反相輸入的兩倍，因此，CMRR在高頻下會急劇下降。

在需要靈活性而又不要求精度的情況下，運算放大器便非常有用。當(dāng)共模噪聲抑制至關(guān)重要時，差分放大器最耀眼。當(dāng)CMRR很重要但源電阻很高時，三運放儀表放大器便成為璀璨的明星。若三運放太過昂貴而CMRR要求不高時，雙運放便成為合適的選擇。

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總結(jié)

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