隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)(Big Data)、人工智能(AI)的火熱發(fā)展，常見且"萬能"的芯片 - 運(yùn)算放大器(OPA)廣泛地應(yīng)用在嵌入式產(chǎn)品的各種模擬電路中：放大器，濾波器，線路驅(qū)動(dòng)器，電平轉(zhuǎn)換器，執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)，振蕩器，信號(hào)調(diào)理電路等等。運(yùn)算放大器系列文章將梳理運(yùn)算放大器的一些工程應(yīng)用知識(shí)，希望對(duì)有需要的朋友有所幫助。

不忘初心，運(yùn)放產(chǎn)生的背景和解決的問題

• 問題：1934年，貝爾實(shí)驗(yàn)室有個(gè)棘手的問題：出廠調(diào)測(cè)合格的放大器在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，增益漂移很大，導(dǎo)致電話音量過低或話音失真；不穩(wěn)定的放大器限制了電話服務(wù)的范圍。
• 根本原因：有源元件(三極管，二極管)構(gòu)成的放大器因溫度變化導(dǎo)致的增益漂移。
• 解決思路：無源元件(電阻，電容，電感)的漂移特性比有源元件好很多。如果能讓放大器的增益取決于無源元件，這一問題就能解決。
• 解決方法：Harry Black想到一新方法

首先制作一個(gè)增益(Gain)和帶寬(Bandwidth)都比實(shí)際需求高很多的放大器(例如TI LM358B運(yùn)放的typical GWB=1.2MHz)。

然后將放大器輸出信號(hào)的一部分反饋到放大器的反向輸入端，使整個(gè)電路(包括放大器和反饋元件)的增益取決于反饋電路而不是放大器本身。

這樣，電路的增益就由無源反饋網(wǎng)路而不是有源放大器決定。

這里應(yīng)用了控制理論的負(fù)反饋(Negative Feedback)技術(shù)：系統(tǒng)的輸出會(huì)影響系統(tǒng)的輸入，輸出變動(dòng)時(shí)所造成的的影響恰好和原來變動(dòng)的趨勢(shì)相反，是系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。

圖1: Negative Feedback Trend

圖2: OPA negative feedback

G是放大器的開環(huán)增益，也通常記為Aol。從圖2中公式可以看出，當(dāng)開環(huán)增益G很大時(shí)，Vout * β = Vin，電路的增益由無源反饋網(wǎng)路的衰減系數(shù)β決定。

參考書籍：《運(yùn)算放大器權(quán)威指南》第4版

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的运算放大器基本公式_运算放大器 - 产生的背景和解决的问题的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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