硬件三人行，运放基础第1讲听课笔记，为什么需要运算放大器？

模拟电路怎么入门？

模拟电路是一门多学科的综合性课程，包括了电子学、控制理论、信号系统、微积分、统计学等课程。但是对于很多专业的同学，没有接触过控制理论和信号系统学起来会感觉非常吃力。

实际上很多现代物理学家本身就是数学家，具有很扎实的数学功底。如上图，这样的一个实际的物理电路通过抽象建模后得到一个数学模型，控制反馈的数学模型。实际上就是一些物理的知识通过抽象转换为数学知识，再通过数学知识的提取和一些更抽象的更严谨的推导，进而实现对物理知识的理论上的支持。而物理学最后又跟数学相辅相成推动了数学的发展在实际中的应用。在模拟电路学习的路上很大一部分时间是在进行数学知识的学习以及应用。

怎么学好模拟电路呢？

结合物理学和数学通过实操加理论，通过实际操作感受物理现象真实的物理世间是什么样子的。然后再通过一些数学建模的办法把这些东西理论化，从更底层的数学基础上去理解物理电路的工作过程。

一些介意：

1. 相信逻辑思维，相信基本定律

任何电路都是符合这些基本定律的，如欧姆定律，能量守恒定律。如果在工作学习中发现你思考的东西都已经不满足基本定律了，说明你思考的东西肯定是不对的

2、听、说、读、写——多看、多练、多想、多操作

和学习英语是一个道理，要自己动手。多演练基本公式，多思考，多试验，验证自己的物理理论。

3、简——繁——简

开始学习的时候要通过最简单最基本的电路知识和理论知识来学习，慢慢的再深入到一些复杂的电路中去，最后把这些复杂电路简单化。学到最后都是一些简单基本定律的思考。复杂问题简单化，一些神秘的电路也就迎刃而解了。做任何事情都是这样的。

课程设置

1、为什么需要运算放大器？

2、运放的模型是怎样的

运放型号那么多，其实也就是参数设置不同。这些参数实际上就是列出了实际运放和理想运放的差别在哪里，非理想的特性对电路产生哪些影响。在不同的电路中要求某一项参数比较严格，就要选择对应参数性能突出的运放。学习之后的课程需要了解时域和频域的知识，拉普拉斯变换或者傅里叶变换，这些都是信号处理课程中讲到的。在做运放某一些指标的计算时就会用到这些知识。之后的课程还会涉及到控制理论的知识，要想真正理解运放的原理，就必须把这些知识理解到位。这些知识其实就是数学知识的抽象提取。

为什么需要运算放大器？

早些年都是使用的单管放大器（晶体管甚至是电子管）。

优点：结构简单，成本低

缺点：需要偏置静态工作点

开环放大增益稳定性差

负反馈放大器——1921年8月发明

促进了电子学的发展，更重要的是促进了控制理论的发展

传递函数导出，计算过程如下图

A：开环增益

Β：反馈系数

Aβ：环路增益

通过负反馈形成了一个增益稳定的电路。相比于三极管放大，三极管的放大倍数仅仅是通过前向放大倍数A决定的，即使是同一批次的货也会有很大的出入。但是这里的负反馈放大电路，增益大小完全由β决定。

VOUT=AU(V+-V-)

V-=VO/(R1/(R1+R2))=βVOUT

计算过程如上图

1.电路完成放大功能，一般情况下要求

Β<1Aβ>>1 则A>>1 理想情况A→∞

1. 虚断路

放大器输入端无电流流入，也就是输入阻抗无穷大

2. 虚短路放大器的同向端和反向端电压相等

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