運(yùn)算放大器是什么？用途在哪些方面

　　運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱“運(yùn)放”）是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。在實(shí)際電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。

　　運(yùn)算放大器，簡(jiǎn)稱運(yùn)放，是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。運(yùn)算放大器是運(yùn)用得非常廣泛的一種線性集成電路。而且種類繁多，在運(yùn)用方面不但可對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大，還可做為反相、電壓 跟隨器，可對(duì)電信號(hào)做加減法運(yùn)算，所以被稱為運(yùn)算放大器。不但其他地方應(yīng)用廣泛，在音響方面也使用得最多。例如前級(jí)放大、 緩沖，耳機(jī)放大器除了有部分使用分立元件，電子管外，絕大部分使用的還是集成運(yùn)算放大器。而有時(shí)候還會(huì)用到穩(wěn)壓電路上，制作高精度的穩(wěn)壓濾波電路。

　　人們用的最熟悉和用得最多的音頻處理電路就是普通的運(yùn)算放大器。一般可將運(yùn)放簡(jiǎn)單地視為：具有一個(gè)信號(hào)輸出端口（Out）和同相、反相兩個(gè)高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運(yùn)放制作同相、反相及差分放大器

　　運(yùn)算放大器是用途廣泛的器件，接入適當(dāng)?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)，可用作精密的交流和直流放大器、有源濾波器、振蕩器及電壓比較器。

　　它由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路等四部分構(gòu)成。它有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。

　　輸入級(jí)：又稱前置級(jí)，它往往是一個(gè)雙端輸入的高性能差分放大電路。一般要求其輸入電阻高，差模放大倍數(shù)大，抑制共模信號(hào)的能力強(qiáng)，靜態(tài)電流小。

　　中間級(jí)：整個(gè)放大電路的主放大器，其作用是使集成運(yùn)放具有較強(qiáng)的放大能力，多采用共射放大電路。

　　輸出級(jí)：具有輸出電壓線性范圍寬、輸出電阻小、非線性失真小等特點(diǎn)，多采用互補(bǔ)輸出電路。

　　偏置電路：用于設(shè)置集成運(yùn)放各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，多采用電流源電路。

　　運(yùn)算放大器的作用就是放大信號(hào)。傳感器+運(yùn)算放大器+ADC+處理器是運(yùn)算放大器的典型應(yīng)用電路，此電路對(duì)于微弱信號(hào)的放大，只用單個(gè)放大器難以達(dá)到好的效果，必須使用一些較特別的方法和傳感器激勵(lì)手段，而使用同步檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)可以得到非常好的測(cè)量效果。這種同步檢測(cè)電路類似于鎖相放大器結(jié)構(gòu)，包括傳感器的方波激勵(lì)，電流轉(zhuǎn)電壓放大器，和同步解調(diào)三部分。需要注意的是電流轉(zhuǎn)電壓放大器需選用輸入偏置電流極低的運(yùn)放。

　　一般可將運(yùn)放簡(jiǎn)單地視為：具有一個(gè)信號(hào)輸出端口（Out）和同相、反相兩個(gè)高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運(yùn)放制作同相、反相及差分放大器。

　　運(yùn)放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。對(duì)于雙電源供電運(yùn)放，其輸出可在零電壓兩側(cè)變化，在差動(dòng)輸入電壓為零時(shí)輸出也可置零。采用單電源供電的運(yùn)放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。

　　運(yùn)放的輸入電位通常要求高于負(fù)電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值。經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的運(yùn)放可以允許輸入電位在從負(fù)電源到正電源的整個(gè)區(qū)間變化，甚至稍微高于正電源或稍微低于負(fù)電源也被允許。這種運(yùn)放稱為軌到軌（rail-to-rail）輸入運(yùn)算放大器。

　　運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)與兩個(gè)輸入端的信號(hào)電壓差成正比，在音頻段有：輸出電壓=A0（E1-E2），其中，A0 是運(yùn)放的低頻開環(huán)增益（如 100dB，即 100000 倍），E1 是同相端的輸入信號(hào)電壓，E2 是反相端的輸入信號(hào)電壓。

　　由于早期應(yīng)用于模擬計(jì)算機(jī)中，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算，故得名“運(yùn)算放大器”。運(yùn)放是一個(gè)從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實(shí)現(xiàn)，也可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，大部分的運(yùn)放是以單芯片的形式存在。運(yùn)放的種類繁多，廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)當(dāng)中。