放大器是电子电路中极为重要的元件。差分放大器和运算放大器之间的主要区别在于,差分放大器是一种放大其输入端之间电压差的放大器,而运算放大器实际上是一种具有大开环增益、高输入阻抗和低输出阻抗的差分放大器。
A differential amplifier is an electric component which amplifies the difference between two signals applied to two input terminals, while rejecting signals which are common to both the input terminals. A differential amplifier has two inputs: we will refer to these as and . Suppose the amplifier amplifies by a factor and by a factor . Then, the output voltage would be:
.
The differential voltage ( ) is defined as .
The common mode voltage ( ) is defined as .
利用这两个值,我们可以导出输出电压的表达式。
and,
Now we can substitute these values back into , giving us:
将其展开并重新分解,我们得到:
The quantity is called the common-mode gain ( ) and the quantity is called the differential gain ( ). In terms of these nquantitietwo quantities, we can simply write the above equation as:
运算放大器是一种高增益差分放大器。运算放大器具有大的输入阻抗和小的输出阻抗。对于理想的运算放大器,输入阻抗取为无穷大,输出阻抗取为0。通常,运算放大器利用电阻提供负反馈。通过改变电阻值,可以改变运算放大器的增益。注意,增加一个电阻器会降低运算放大器的总增益。在上一节计算增益时,我们假设没有反馈。因此,我们计算的增益是放大器的最大可能增益,由于系统中没有反馈机制,因此称为开环增益。
运算放大器在模拟计算中有着极其重要的地位,它不仅用来放大信号,还用来逆变、加电压,以及进行微分和积分。
下图显示了运算放大器的符号:
The symbol of an operational amplifier
and are are the input terminals, while and are the terminals to which a power supply is connected. is the output terminal.
下图显示了一个运算放大器:
An operational amplifier
差分放大器是一种放大两个输入端之间电压差的放大器。
运算放大器是一种差分放大器,具有大的开环增益、很高的输入阻抗和很低的输出阻抗。
Image Courtesy:
“Op-amp pinouts.” by User:Omegatron (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Comm***
“Opamp”由lambda(自己的作品)[CC by 2.0],通过flickr
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