今天來介紹集成運(yùn)放，說到運(yùn)放，一般用于小信號(hào)放大，在傳感器信號(hào)放大電路中具有廣泛應(yīng)用；

我們先看下LM324的內(nèi)部電路：

1. 我們觀察到運(yùn)放內(nèi)部電路與比較器相比，輸出多了推挽電路，即下圖中的3，所以說運(yùn)放是有驅(qū)動(dòng)能力的；
2. 對(duì)于下圖中1部分，相比較比較器而言，運(yùn)放這里的電流源更低為6uA，故運(yùn)放的輸入阻抗更大，所以在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，輸入可看作斷路，“虛斷”就是這么來的；
3. 對(duì)于下圖中2部分，和比較器結(jié)構(gòu)一樣，故輸入電壓最大不超過VCC-1.5V；

還有就是虛短，虛短怎么理解，說是開環(huán)倍數(shù)無窮大，這個(gè)怎么理解，我們以LM324手冊(cè)為例，我們來看：

手冊(cè)中描述開環(huán)增益為100dB，經(jīng)過換算就是100000倍；

我們看電路，來模擬下在開環(huán)倍數(shù)10 0000倍情況下輸入和輸出關(guān)系：SR為運(yùn)放的一個(gè)重要參數(shù)，即壓擺率，即輸出電壓上升是1us上升0.4V；

1. 我們一點(diǎn)一點(diǎn)分析，我們假設(shè)輸入VIN = 2V，此時(shí)輸出VOUT =0V，則反向端電壓V- = 0V；
2. 此時(shí)V+>V-，運(yùn)放輸出朝電壓電壓增加方向走，當(dāng)VOUT = 0.4V，V- = 0.2V，此時(shí)輸出繼續(xù)上升；
3. 當(dāng)VOUT = 0.8V，V- = 0.4V，此時(shí)輸出繼續(xù)上升，直到VOUT上升到4V，此時(shí)V- = 2V = V+，輸出將不再增加，達(dá)成一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡；即這就是所謂的“虛短”；

上面介紹了虛短和虛斷，接下來我們來了解下放大電路；

我們還以上述電路為例，輸入信號(hào)從同向端輸入就是同相比例放大電路，反之從反向端輸入就是方向比例放大電路；很明顯上述電路是同向比例放大電路，我們利用虛短和虛斷來求放大倍數(shù)：

由虛短可知，V+ = V- = VIN；

由虛斷可知，VOUT通過R3，R2接地，根據(jù)電阻分壓:

V- = VOUT*R2/(R2+R3) =VIN

我們化簡下VOUT/VIN = (R2+R3)R2 = 1+R3/R2；即放大倍數(shù) = 1+R3/R2；

那么算到這里又有疑問了，你這里計(jì)算結(jié)果和R1沒關(guān)系呀，那我可不可以將R1省去？

是不能省去的哈，我們知道運(yùn)放為了降低偏置電流對(duì)芯片功能的影響，2個(gè)輸入端對(duì)地阻抗內(nèi)部做的及其對(duì)稱，那么我們?cè)谠O(shè)計(jì)外圍電路時(shí)，就需要考慮這個(gè)對(duì)稱性不能被打破，以免影響到輸出，所以我們這里將VIN和VOUT分別接地；

同向輸入端對(duì)外接地阻抗是R1，反向輸入端對(duì)外接地阻抗是R2//R3，所以R1 = R2//R3；R1也叫平衡電阻，這個(gè)我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)要特別注意；

還有就是R2，R3電阻取值也有講究的，我們計(jì)算放大倍數(shù)是忽略流進(jìn)V-的電流的，那么什么情況下這個(gè)電流可以忽略，即負(fù)反饋電路中電流遠(yuǎn)大于流進(jìn)V-的電流；即R2，R3電阻不能取太大，這樣我們理論推算的放大倍數(shù)和實(shí)際測量的才能對(duì)得上；

此外R2，R3電阻阻值也不能取太小，太小會(huì)將運(yùn)放輸出電流分走，導(dǎo)致輸出電流能力降低，這個(gè)取值需要我們衡量；

我們?cè)倏聪路聪虮壤\(yùn)算電路：

1.由虛短可知，V- = V+ =0V；

2.由虛斷可知:

(VIN - 0V) /R2 = (0V - VOUT)/R3；

即VOUT/VIN = -R3/R2；即放大倍數(shù)為-R3/R2；

綜上我們可以總結(jié)出：

1.因?yàn)檫\(yùn)算放大電路放大電路倍數(shù)公式成比例關(guān)系，故叫比例運(yùn)算；

2.同向比例運(yùn)算放大電路從同向端輸入，輸出為正；反向比例運(yùn)算放大電路從反向端輸入，輸出為負(fù)；我們常用的是同向比例運(yùn)算放大電路；

對(duì)于同向比例運(yùn)算放大電路，如果我們將R1，R3短接，R2斷開，即變成了電壓跟隨器，顧名思義VIN = VOUT，那么這個(gè)電路有啥用？

我們知道運(yùn)放具有輸入電阻高，輸出電阻低的特點(diǎn)；即帶載能力強(qiáng)，那么對(duì)于帶載能力弱或者不能帶載的電路我們能不能用電壓跟隨器；比如：電阻分壓電路是不能帶載的，我們可以將分壓的A點(diǎn)接電壓跟隨器的同向輸入端，即可擴(kuò)大帶載能力；