運算放大器可以執行任何放大器功能，是最基本的器件。運算放大器的名稱源于模擬計算機占主導地位且反饋放大器執行數學功能的時代。反饋使放大器的性能取決于無源器件、電阻器和電容器，而不是有源器件。基本的運算放大器電路由四個阻抗組成(圖1)。你可以使用電阻器進行增益計算，但是如果用電容替換Z1，該電路將成為微分器；如果用電容替換Z2，該電路就成為積分器。

圖1：差分放大器的原理圖很容易畫，但是要用分立元件做出來幾乎不可能。

有趣的提示：在反饋路徑中置入一個函數時，該運算放大器電路就可以完成反函數。例如，運算放大器反饋路徑中的帶通濾波器變為帶阻濾波器。運算放大器有多種用途：你可以將非線性元件(例如二極管、晶體管和熱敏電阻)置入反饋路徑中，得到對數放大器等復雜功能。運算放大器對模擬電子產品的最大貢獻在于其靈活性，它們可以通過添加適合的無源元件來執行任何模擬功能。

如果運算放大器適合各種應用，為什么還需要其他放大器配置？看一看下面的差分放大器公式，請注意，當輸入源等于零(V1 = V2 = 0)時，仍然有可能放大共模噪聲。實現共模噪聲抑制的最佳方法是使所有四個電阻相等。

使用分立電阻時，運算放大器的電阻不能很好地匹配。電阻器若其購買公差為1％，則在最壞情況下會產生34dB的CMRR(共模抑制比)，而附加的2％漂移公差則會使CMRR限制為24dB。差分放大器使用微調和匹配之類的IC技術來匹配其電阻，并將CMRR增加到80dB以上。

差分放大器通常具有等值電阻器，但這種情況會導致輸入電阻不均衡。源V1經歷的近似輸入電阻為Z1，源V2的輸入電阻為(Z3 + Z4)。源電阻與差分放大器輸入電阻一起形成不平衡的分壓器。因此，電阻器失配會產生差分放大器無法抑制的差分誤差信號。通過在差分放大器的輸入端添加緩沖器就可以避免這種情況，而緩沖器通常是采用兩個運算放大器，并使用一個公共增益設置電阻器而構成。這種配置是“三運放”儀表放大器，它具有差分放大器的所有特性以及匹配的高電阻輸入。

使用雙運放儀表放大器可以獲得高輸入電阻，與三運放儀表放大器相比，這種拓撲結構確實具有成本更低及靜態電流更低的優點。雙運放儀表放大器具有高輸入阻抗，但通過同相輸入的信號延遲是反相輸入的兩倍，因此，CMRR在高頻下會急劇下降。

在需要靈活性而又不要求精度的情況下，運算放大器便非常有用。當共模噪聲抑制至關重要時，差分放大器最耀眼。當CMRR很重要但源電阻很高時，三運放儀表放大器便成為璀璨的明星。若三運放太過昂貴而CMRR要求不高時，雙運放便成為合適的選擇。

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總結

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