运算放大器的基础应用讲解（一）

运算放大器经常出现在我们的电子电路中，她主要用于信号处理，比如缓冲器、过滤器、信号放大，也可以用做普通的比较器。

实际电路中有很多运算放大器的应用，我们就从她的几个常用案例入手，一点点了解她。

下面我们以一款常用运放举例，TI 的 适用于汽车的 LM2904-Q1 通用双路运算放大器芯片。

运放的每一路可以用下图表示：

理想运放特性

了解运算放大器，就要从她的特性入手，理想运放的特性如下：

• 极大的输入电阻
  高输入阻抗，输入端流入电流近于 0，几乎不取用信号源电流，近于电压控制特性，得出“虚断”概念；
• 极小的输出电阻
  具有（在负载能力以内）不挑负载，适应任意负载的特性。后级负载电路的阻抗大小不会影响到输出电压。
• 很大的电压放大倍数（可达百万或千万倍）
  实际使用中，放大倍数是有限的，在开环状态下，也就是没有负反馈的情况下，运放就相当于比较器，其输出是电源负极电压或者电源正极电压两种状态。闭环状态下，即带有负反馈的情况下，为运算放大状态，此时，正输入端和负输入端在负反馈的作用下，压差为0，导出 "虚短" 概念。

比较器

今天我们先从简单的说起，当运放在开环状态下，也就是没有负反馈的情况下，她相当于比较器。

如下图，我们一起分析一下：

负向输入端电压值 = VCC * (R10 / (R9 + R10)）

• 当 Vin 输入端电压 大于 负向输入端电压值时，运放输出端 Vout 会被无限抬高，直到等于她的供电电压 VCC 值。
• 当 Vin 输入端电压 小于 负向输入端电压值时，运放输出端 Vout 会被无限拉低，直到等于供电电压负极电压值。

这样，就实现了两个输入端电压值大小比较的功能，通常会用在电压阈值监控的场合，比如，监控电路中某一电压值高于阈值，会执行报警等等。