这2种运算放大器电路你见过吗？运算放大器电路损耗分析！

在这篇文章中，小编将对运算放大器的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度，和小编一起来阅读以下内容吧。

一、两种常见的运算放大器电路

1、电压跟随器

最基本的运算放大器电路是电压跟随器。这种电路通常不需要外部组件，它提供高输入阻抗和低输出阻抗，因此是很有用的缓冲器。其输入和输出电压相等，输入变化会产生等效的输出电压变化。

图: 电压跟随器

电子设备中最常用的运算放大器是电压放大器，它可以增加输出电压的幅度。反相配置和同相配置是两种最常见的放大器配置。这两种拓扑都为闭环，这意味着输出端有反馈返回到输入端子，因此电压增益由两个电阻的比率设定。

2、反相运算放大器

在反相运算放大器中，正输入端通常接地，负输入端子被强制等于正输入端。其输入电流由VIN / R1之比决定。

图: 反相运算放大器

在这种配置中，相同的电流通过R2流至输出。理想情况下，由于其高ZIN，电流不会流入运算放大器的负端子。通过R2流经负端子的电流产生相对于VIN的反相电压极性。这就是为什么这种运算放大器被称为反相配置的原因。请注意，运算放大器的输出只能在其正电源和负电源之间摆动，因此要产生负输出电压，就需要一个具有负电源轨的运算放大器。VOUT可用 公式（3）来计算：

二、运算放大器电路功耗

为了了解运算放大器电路中的功耗问题，我们首先明白具有低静态电流 (IQ)的放大器以及增加反馈网络电阻值与功耗之间的关系。

让我们首先考虑一个可能需要关注功率的示例电路：电池供电的传感器在 1kHz时生成 50mV 幅度和 50mV 偏移的模拟正弦信号。信号需要放大到 0V 至 3V 的范围以进行信号调节，如下图所示：

图: 示例电路中的输入及输出信号

同时要尽可能节省电池电量，这将需要增益为 30V/V 的同相放大器配置，如下图 所示。那么，我们应该如何来优化该电路的功耗呢？

图：传感器放大电路

运算放大器电路的功耗由多种因素组成，分别是静态功率、运算放大器输出功率和负载功率。静态功率 (或简称 PQuiescent) 是保持放大器开启所需的功率，数据表中一般以 IQ（静态电流）表示，例如下图中Texas InstrumentsOPA391规格书中的显示。

图：TI OPA391运放的静态电流 (图片来源: Texas Instruments)

输出功率 ( POutput)是运算放大器输出级驱动负载时消耗的功率。最后，负载功率 ( PLoad)是负载本身消耗的功率。

在本例中，我们有一个单电源运算放大器，其正弦输出信号具有直流电压偏移。因此，我们将使用以下等式来计算总平均功率 (Ptotal avg) 。电源电压由V+表示， Voff是输出信号的直流偏移，Vamp是输出信号的幅度，RLoad是运算放大器的总负载电阻。需要留意的，平均总功率与 IQ直接相关成正比，而与 RLoad成反比。

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