一运放核心基础1.核心定律虚断运放两个输入端的输入电流≈0相当于开路电流只走反馈电阻。虚短运放线性区有负反馈时同相端电压≈反相端电压V V-相当于短路。前提必须有负反馈输出通过电阻接回反相端否则运放进入饱和区做比较器虚短虚断失效。2.同相 / 反相输入核心区别特性同相输入运放 端反相输入运放- 端相位关系输出与输入同相位输入升输出同步升输出与输入反相位输入升输出反降相位差 180°输入阻抗极高几乎不从被测电路取电流由反馈电阻决定中等增益范围始终≥1只能放大 / 跟随无法衰减可 1放大、1衰减、1跟随典型应用小信号放大、电压跟随、缓冲隔离高压衰减、加法 / 减法运算、反相放大二五类最常用运放电路含公式、特点、应用1. 电压跟随器同相输入的特例电路结构同相端接输入VIN反相端直接接输出VOUT100% 负反馈无额外反馈电阻。核心公式VOUT​VIN​(Av​1)Av为增益公式推导负反馈结构满足虚短虚断因此VOUTV-V。电路特点增益 1输出 输入纯缓冲电路输入阻抗极高输出阻抗极低完美隔离前后级单电源正极接电源负极接地轨到轨运放可实现 0V~VDD 全范围跟随。典型应用高阻抗传感器信号缓冲、万用表直通档、ADC 输入隔离、分压电路缓冲。2.同向比例放大器电路结构同相端接输入VIN反相端接R1接地Rf反馈到输出负反馈结构满足虚短虚断。核心公式VOUT​VIN​×(1Rf​/Rf​1)增益A_v 1 Rf/R1始终≥1只能放大 / 跟随。公式推导负反馈结构满足虚短虚断因此V-VVIN,V-0/R1(VOUT-V-)/Rf(电流相等且都等于0也可根据分压原理直接推得VOUT*R1/(R1Rf)V-VVIN。电路特点输入阻抗极高不影响被测电路输出与输入同相位单电源供电时可放大 0V 附近小信号轨到轨运放。典型应用万用表低压放大档、传感器小信号放大、信号调理。3.反相比例放大器电路结构反相端接输入VIN串联R1同相端接地反相端接Rf反馈到输出负反馈结构满足虚短虚断。核心公式VOUT​−VIN​×Rf/R1增益A_v -Rf/R1负号表示反相位绝对值可 1放大、1衰减、1反相跟随。公式推导负反馈结构满足虚短虚断因此V-VGND,(V-VIN)/R1(VOUT-V-)/Rf电流相等且都等于0。核心特点输出与输入反相位输入阻抗由R1决定中等单电源供电时无法处理 0V 附近小信号需加偏置。典型应用万用表高压衰减档、反相放大、信号反相、加法运算。4.标准差分放大器电路结构反相端接VIN1串联R1同相端接VIN2串联R2反相端接Rf1反馈到输出同相端接Rf2平衡电阻接地电阻对称R1R2RRf1Rf2Rf。核心公式:VOUT​Rf/R​​×(VIN2−VIN1​)公式推导负反馈结构满足虚短虚断因此(VIN1-V-)/R1(V-VOUT)/Rf1解得V-(VIN1*Rf1/R1VOUT)/(1Rf1/R1),同时(VIN2-V)/R2V-0)/Rf2解得VVIN2*Rf2/R2/(1Rf2/R2),代入V-V且R1R2RRf1Rf2Rf得VOUT(VIN2-VIN1)*Rf/R。核心特点高共模抑制比抑制共模干扰输入阻抗中等需双电源。典型应用工业差分信号采集、传感器差分信号放大、噪声抑制。5.带偏置的差分放大器单电源供电电路结构反相端接VIN1串联R1同相端接VIN2串联R2);反相端接Rf1反馈到输出同相端接Rf2接VREF;电阻对称R1R2RRf1Rf2Rf。核心公式VOUT​(VIN2​−VIN1​)*Rf/R​​VREF​公式推导负反馈结构满足虚短虚断推导过程与标准差分相同。核心特点单电源适配解决单电源运放 0V 死区问题高共模抑制比抗干扰能力强。典型应用万用表高压测量、单电源差分信号采集、工业电压监测。三同相并联三运放差分电路电路结构如图所示其中电阻关系为R11R21,R12R22,R1R2,Rf1Rf2。核心公式:VOUT(VIN-VIN-)*R12/(R11R12)*Rf/RVREF公式推导左边两个运放皆为电压跟随运放根据分压法可得出:VOUA((VIN-VREF)*R12/(R11R12))VREF,同理得VOUB((VIN-VREF)*R22/(R21R22))VREF右边为一个偏置差分运放电路代入公式VOUT​(VIN2​−VIN1​)*Rf/R​​VREF​(VOUB−VOUA​)*Rf/R​​VREF将VOUB、VOUA代入上述公式将电阻关系R11R21,R12R22代入公式解得最终公式为VOUT(VIN-VIN-)*R12/(R11R12)*Rf/RVREF。注意左边两运放的同相端皆为双电源供电参考电压不为0因此在计算分压时要加上参考电压。核心特点输入阻抗极高差分结构抗共模干扰强单电源友好精度高安全适配高压测量。典型应用万用表电压测量。四写在后面本博客仅记录自己的学习进程无任何商业用途基于论坛上已经存在的内容结合自己实操过程完成了此博客自己也做了一些细节验证在此记录下来作为学习沉淀。如有侵权联系速删。