理想运放

目录

参数

开环电压增益 A v o → ∞ A_{vo} \to \infty Avo

一旦理想运放接了负反馈网络,则一定工作在深度负反馈的情况。
在这里插入图片描述
深度负反馈的情况下不过是扩大了线性区,但非线性区仍然存在

理想运放的开环放大倍数不会改变。只是加了负反馈网络后,反馈信号和输入信号叠加,导致实际输入集成运放的信号减小了。

输入信号指的是输入带有负反馈网络的集成运放的信号

输入电阻 r i → ∞ r_i \to \infty ri

可以用虚短路分析理想运放

输出电阻 r o → 0 r_o \to 0 ro0

开环带宽 B W → ∞ BW \to \infty BW

共模抑制比 K C M R → ∞ K_{CMR} \to \infty KCMR

差模输入电阻 R i d → ∞ R_{id} \to \infty Rid

### 理想运放的主要特点及工作原理 理想运算放大器(简称理想运放)是一种理论模型,用于简化实际运放的分析与设计。以下是理想运放的主要特点和工作原理: #### 1. 输入阻抗无穷大 理想运放的两个输入端之间的阻抗被认为是无穷大的[^2]。这意味着在理想情况下,输入电流为零,即没有电流流入或流出输入端。这种特性使得理想运放在电路分析中可以忽略输入信号源对运放的影响。 #### 2. 输出阻抗为零 理想运放的输出阻抗被认为为零[^3]。这表明理想运放具有无限的驱动能力,能够轻松驱动任何负载而不会引起电压下降。 #### 3. 开环增益无穷大 理想运放的开环增益(即输入差分电压与输出电压的比例)被认为是无穷大的。这意味着即使输入端存在微小的差分电压,输出电压也会达到电源电压的极限值。在实际应用中,这种特性通过负反馈机制得以控制,从而实现精确的线性放大。 #### 4. 带宽无穷大 理想运放的频率响应被认为是平坦的,且带宽无穷大[^3]。这意味着理想运放可以在任何频率下保持恒定的增益,不会因频率变化而产生增益下降。 #### 5. 共模抑制比(CMRR)无穷大 理想运放能够完全抑制共模信号,即对于相同的输入信号,理想运放的输出为零[^3]。这表明理想运放对差分信号有极高的敏感度,而对共模信号则完全忽略。 #### 6. 虚短与虚断的概念 - **虚短**:在负反馈条件下,理想运放的两个输入端电压被视为相等,尽管它们之间实际上没有直接电气连接[^2]。 - **虚断**:由于理想运放的输入阻抗无穷大,输入电流为零,因此输入端被视为“断开”[^2]。 #### 工作原理 理想运放的核心工作原理基于其高增益特性。当运放处于负反馈模式时,输入差分电压被极大地缩小,从而使输出电压稳定在一个特定值。这种负反馈机制使得运放能够在各种应用场景中实现精确的信号放大、滤波和运算功能。 ```python # 示例:使用理想运放实现反相放大器 import numpy as np def inverting_amplifier(v_in, R1, RF): # 理想运放的反相放大器公式 v_out = -(RF / R1) * v_in return v_out # 参数设置 v_in = 1 # 输入电压 (V) R1 = 10e3 # 输入电阻 (Ohm) RF = 100e3 # 反馈电阻 (Ohm) # 计算输出电压 v_out = inverting_amplifier(v_in, R1, RF) print(f"Output Voltage: {v_out} V") ```
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