运放线性应用电路优化

1.电压跟随器

电压跟随器是最简单的运放线性应用电路，只需要直接将输出端和反相输入端连接起来就可以了，这根连接线就是负反馈支路，构成了串联电压负反馈，如图4-40所示。

电压跟随器可以看作放大倍数为1的同相比例放大器，输出信号与输入信号大小相等，相位相同。电压跟随器输入阻抗高，输出阻抗低，一般用作多级放大器的缓冲级或隔离级。

图4-40 电压跟随器电路

图4-41为电压跟随器波形，上面的波形是输入信号，下面的波形是输出信号，从中可以看到两者大小相等，相位相同。

图4-41 电压跟随器波形

2.同相比例放大电路

如图4-42所示，电阻R₁和R₂构成负反馈支路，电阻R₃为平衡电阻，一般情况下R₃=R₁∥R₂，电阻R₄为负载。

同相比例放大电路的放大倍数为

图4-42 同相比例放大电路

图4-43所示为同相比例放大的波形，上面的波形为输入信号，下面的波形为输出信号，通过对比可以知道，输出幅度比输入大，两者同相位。

图4-43 同相比例放大波形

3.反相比例放大电路

如图4-44所示，电阻R₁和R₂构成负反馈支路，电阻R₃为平衡电阻，一般情况下R₃=R₁∥R₂，电阻R₄为负载。

反相比例放大电路的放大倍数为

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图4-44 反相比例放大电路

图4-45 反相比例放大波形

图4-45所示为反相比例放大波形，上面的波形为输入信号，下面的波形为输出信号。通过对比可以知道，输出幅度比输入大，两者相位相反。

4.反相求和电路

如图4-46所示，电阻R₁、R₄和R₂构成负反馈支路，电阻R₃为平衡电阻，一般情况下R₃=R₁∥R₂∥R₄，电阻R₅为负载。

一般情况下，输出电压为

当R₁=R₂=R₄时，输出电压为

u_o=-（u₁+u₂）

图4-46 反相求和电路

5.求差运算电路

如图4-47所示，左侧运放为反相比例放大电路，右侧运放为反相求和电路。根据前面的知识容易得知，输出电压为

当R₁=R₂=R₄=R₅=R₇时，输出电压为

u_o=u₁-u₂

图4-47 求差运算电路