运算放大器的基本概念和常见电路
一、基本概念
运算放大器简称运放，是一种模拟电路实现的集成电路，可以对信号进行很高倍数的放大。 一般有正相输入端、反相输入端、输出端口、正电源、负电源等接口。
运放可工作在饱和区、放大区，其中放大区极其陡峭，因为运放的放大倍数非常大，可能数万倍以上。 实际运用中会引入负反馈。
1. 一些端口介绍
正相输入端 vp
反相输入端 vn
vcc 正电源
vee 负电源
vout 输出端口
2. 虚短的概念
当引入深度负反馈时，在理想情况下，两个输入端的电位相等，就好像两个输入端短接在一起，但事实上并没有短接，所以称为“虚短”。
3. 虚断
在理想情况下，输入断电阻极大，流入运放的电流近仿为零，可以近似看为断路状态。
二、常见电路
1. 比较器
运算放大器比较简单的应用就是比较器。
当正相输入端电压高于反相输入端电压时，输出正电源电压;
当反相输入端电压高于正相输入端电压时，输出负电源电压。
实际情况中输出电压达不到电源最大值，会略低一点。
(1)实验电路
(2)仿真输出波形
上图中很陡峭的那个区域，是运放工作在放大区的区域 。
2. 反相放大器
引入负反馈后，运放可以工作在放大区。
(1)电路原理图
(2)电路分析
从虚断特性推导出 ip = in =0
由 ip =0推导出 r2 上没有电压 => up =0
由于负反馈电路，存在虚短特性，=> un = up =0
可推导出
进一步推导出
即输出和输入是反相放大关系。
(3)仿真结果
3. 反向求和电路
(1)原理图
(2)计算公式
(3)仿真结果
代入上面公式，可得峰值电压 -3v~+3v，示波器显示如下：
加法器的一个应用场景是混音器，多种音频信号通过加法器连接在一起，经过放大后输出 。
4. 同相比例放大电路
(1)电路
这里 r1=r2=r
(2)公式
(3)仿真
更多运放电路以后再慢慢学习，这里先列上面几个作为入门学习。
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2. 反相放大器
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