【电赛培训】运算放大器、滤波器

一、放大器基础

在数字电路发明之前，使用的都是模拟计算机，其中最重要的器件就是运算放大器，模拟电路的速度远高于数字电路，例如：CPU是数字电路，最高主频可达到4或5个G，而模拟电路几乎没有上限，只要电路做的好，便可以轻松达到10GHz甚至100GHz。所以，模拟电路的优点是运算速度比较快，缺点是硬件电路较为复杂。

运放的基本特性：虚短和虚短。
虚短的本质是放大器的开环增益A→∞，Vout是定值，A无穷大，所以VP-VN=0，即VP=VN。
虚断可看做输入阻抗Rin→∞，UPN/Rin=IPN→0。

线性放大器：输入 × 增益 = 输出

放大器分为四类：

1.电压放大器

电压放大器一般用戴维南定理进行分析。（运放）
输入和输出均为电压。
Vs和Rs是信号源的电压和电阻，Ri是输入电阻，Aoc是开路电压增益，Ro是输出电阻，Vo是输出电压，RL是阻性负载。
由于电源前级的串联阻抗的存在会产生前加载效应，在电路后级会产生后加载效应，加载效应的存在会导致整体的放大倍数小于Aoc。理想的运放没有加载效应，即理想情况下输入阻抗Ri=∞，输出阻抗Ro=0。

2.电流放大器

电流放大器一般用诺顿定理进行分析。（功放）
输入和输出均为电流。
分析过程与电压放大器类似，也具有加载效应，加载效应的存在会导致整体的放大倍数小于Asc（短路电流增益）。理想的运放没有加载效应，即理想情况下输入阻抗Ri=0，输出阻抗Ro=∞。

3.跨导放大器

输入为电压，输出为电流。
电阻R=V/I，电导G=I/V。
有关电压的输入阻抗越大越好，有关电流的输入阻抗越小越好，有关电压的输出阻抗越小越好，有关电流的输出阻抗越大越好。

4.跨阻放大器

输入为电流，输出为电压。

二、运算放大器

1.同相放大