理想运算放大器理论

在国外的一本关于运算放大器的应用的书《运算放大器权威指南》上看到了一篇有意思的文章,标题是一个理想运算放大器可以毁灭已知宇宙,具体内容记不清了,大概的意思是:

理想运算放大器电流值为零,这就意味着它不需要消耗能量,也就是说它不需要提供电源,这是第一点。

第二点是理想运算放大器没有中间输出值,它只有两个极端,正无穷和负无穷。

第三点,它拥有最快的反馈速度,即给它一个偏执方向,它可以以接近光速的速度把输入端的电压调节到极端(正无穷或者负无穷)。

第四点,也是最重要的一点,它在最微小的输入变化下,就能通过正反馈把输出端变化为正负无穷,输出无穷大的能量。

这就意味着:一个理想运算放大器,就静静的放在桌子上,没有人去动它,没有给它输入能量,在外界最微小的变化下,它就能在瞬间释放出能够毁灭宇宙的能量。

当然,这只是个假设,事实上,理想运算放大器在现实中是不可能存在的。有意思的是,这个理论能在开玩笑的情况下让人理解到运算放大器的特征参数。

首先,一个运算放大器需要有电流通过,意味着它需要能量源输入。第二,它的增益有限,不可能无限放大。第三运算速度有限,不可能瞬间调节到平衡状态。第四,一个现实中的运算放大器有一个电压阀值,只有达到这个阀值的输入值才会激发运算放大器的运算功能。

事实上这四点是一个运算放大器最基本的特征参数。当然,还有一些参数也很重要,比如,带宽增益积,表示一个运算放大器的带宽和放大增益的乘积是一个常数,增益大了,相应的交流带宽就会减小,这也是目前运算放大器的通病。

运算放大器对于硬件工程师来说是一个又爱又恨的东西,爱的是在硬件电路里,随处可见它的身影,恨的是,在很多时候你不得不去考虑一个现实运算放大器的各种参数,让人头痛万分。

文章最后希望广大电子爱好者能够灵活运用运算放大器,它会给你的工作学习带来很大的方便!

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