運算放大器

通常使用運算放大器時,會將其輸出端與其反相輸入端連接,形成一負回授組態。原因是運算放大器的電壓增益非常大,範圍從數百至數萬倍不等,使用負回授方可保證電路的穩定運作。但是這並不代表運算放大器不能連接成正回授組態,相反地,在很多需要產生震盪訊號的系統中,正回饋組態的運算放大器是很常見的組成元件。

操作原理

實際運算放大器

理想運算放大器特性

開迴路組態

閉迴路組態

由於運算放大器的開迴路增益非常高,對於集成運算放大器可以達到100,000以上,因此就算輸入端的差動訊號很小,仍然會讓輸出訊號飽和,導致非線性的失真出現

負回授組態

反相閉迴路放大器

正相閉迴路放大器

正回授組態

將運算放大器的逆向輸入端與輸出端連接起來,放大器電路就處在負回授組態的狀況,此時通常可以將電路簡單地稱為閉迴路放大器

假設這個閉迴路放大器使用理想的運算放大器,則因為其開迴路增益為無限大,所以運算放大器的兩輸入端為虛接地

負回授通過分壓電阻 Rf, Rg 決定了閉迴路增益 ACL = Vout / Vin。當 Vout 剛好足以「接近並改變與」 Vin 相同的反相輸入時將建立平衡

作為有遲滯的比較器,形成施密特電路 產生振盪

無限大的開迴路增益

無限大的頻寬

無限大的輸入阻抗

零輸入失調電壓

零輸出阻抗

零雜訊

無限大的共模拒斥比

無限大的電源電壓抑制比

實際運算放大器和理想放大器在許多方面上都不同