可提前了解的文章：運算放大器(運放)介紹

注意，此處我們采用的是Multisim軟件仿真 ，鏈接中有詳細安裝教程。

注意：仿真只是數學運算，實際情況的話，就不是數學運算那么簡單，有很多復雜的因數在里面。所以具體情況要參照實際電路搭建。比如說，之前我們搭建蔡氏電路的時候，明明1700歐左右就能產生雙周期的波形，但是按照仿真搭建的電路，具體確實1430歐左右才產生雙周期的波形。這是需要注意的!!!

同向放大電路

Multisim器件打開位置

如下為相應器件位置。

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因為LM358P內部是存在兩個運放的，所以彈出的選項點擊A還是B都可以。

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同向放大電路圖分析

同向放大原理

首先我們需要知道運放電路存在虛斷(不清楚的可以看運算放大器(運放)介紹)，所以說Vp和Vn之間不存在電流，因此R2和R1是串聯的，流經R2的電流和流經R1的電流是一樣的。于是我們可以列方程，最后可以得出。

之前我們介紹過，當負反饋存在的時候，運放一般會處于線性區(說一般的原因是有可能輸入電壓*放大倍數已經超過了飽和電壓，例如輸入電壓5V，放大倍數3，飽和電壓12V，那么就不是處于線性區。)。又因為在線性區間存在虛短，那么Vp=Vn。因此得出，于是，我們帶入R2=10K，R1=5K，Vp=3.3V既可以得出此電路的放大效果為3倍，輸出電壓值為9.9V。

阻值選擇

但是我們就會有人會想，為什么設置的是10k和5k呢?10歐和5歐不行嗎?既然10歐和5歐不行，那么10M和5M呢?詳情看運算放大器(運放)介紹中的 輸出端負載阻值影響部分。

如果不想看，直接說結論，我們外接的電阻盡量以千歐作為單位最佳。

同向放大電路運用——電壓跟隨器

首先，我們拋出一個問題。如果一個信號源Vs內阻很大，有100k，而我們需要被驅動的負載只有1k。根據電阻分壓原理，我們可以得出負載電壓Vo為，

很明顯最后負載上所得到的電壓非常小。那么我們就可以利用電壓跟隨器來讓信號源的電壓Vs全部到負載上。

我們已經知道了同向放大電路的公式為，那么我們如果需要做一個電壓跟隨器只需要讓R2為0，R1為無窮大即可。當短路時，電阻為0，斷路時，電阻無窮大。那么我們就可以畫出下面的電路。

但是有人會問了，如果只讓R2=0，保留R1，不任然有電壓跟隨的效果嗎? 是的，的確有電壓跟隨效果，但是沒有必要而且徒增麻煩，也增加成本。因為我們知道，運放的外接電阻不能過大，不能過小(運算放大器(運放)介紹中 輸出端負載阻值影響有詳解)。如果我們選擇錯了電阻，會導致跟隨效果出問題。就算選擇對了，增加成本，何必呢?

因為電壓跟隨器具有幾乎無窮大輸入電阻，無窮小輸出電阻，所以常常把他作為阻抗變換器，在高阻電壓信號源和低阻負載中，起到隔離作用。故電壓跟隨器又稱緩沖器或隔離器。

總結

⑴同向放大電路公式

⑵選擇外接電阻以千歐為單位

⑶電壓跟隨器可以起到在高阻電壓信號源和低阻負載中，起到隔離作用。

反向放大電路

Multisim中操作注意事項

⑴我們需要注意，選中運放的時候一般都是正向輸入端在上面，反向輸入端在下面。如果我們想調整兩個位置，可以按Alt+Y，進行以Y坐標軸對稱變換。

⑵當我們以Y軸進行對稱變換的時候，需要注意此時上方是接負壓，下方接正電壓。否則運行的時候會報錯。

反向放大電路圖分析

反向放大原理

首先我們看Vp，可以知道他是直接接地的，所以Vp=0V，又因為運放處于線性區的時候存在虛斷，那么Vp≈Vn≈0V，此時我們把Vn≈0V的現象稱之為虛地 。

因為運放存在虛斷，所以說運放的反向輸入端沒有電流，可以列公式，因為Vn≈0V，所以可以解出，我們帶入R2=R1=5k可以得出此刻為等比反向放大電路。

利用反向放大電路實現電壓同向等比縮小

首先我們知道了反向放大電路的公式為?，那么我們可以先將V2反向縮小0.6倍，再進行一次等比反向放大。這樣最終就輸出了3V的電壓。

總結

⑴反向放大電路公式(注意，這個R1R2可能因為有些書上的電路圖R1R2跟我擺放是相反的，最后顯示的是，但是我們需要知道公式是一樣的)

⑵可以利用兩個反向放大電路實現同行等比縮小。

求和電路

上方就是一個求和電路。依舊是根據虛短可知Vn≈Vp≈0。

由于虛斷可知，i1+i2≈i3。因此列方程，結合兩個公式可得到，。

帶入數值R1=10K,R2=5K,R3=10K，V1=V2=3.3V。最后可以求出Vo的值應該為-9.9V。這個時候有人會有疑惑，這不是沒有求和啊，Vo還變成負數了。要做改變很簡單，R1=R2=R3，然后在后面加一個反向等比放大即可。

求差電路

依舊是先虛短Vn≈Vp。

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再虛斷列出兩個公式：?結合三個公式可以得出，，當R1=R2=R3=R4的時候，我們可以得出Vo=Vp-Vn。

積分電路

Multisim函數發生器打開位置

下面我的示波器兩個都連接了，為了區分AB兩個波形，我將原來波形B設置為白色，通過運放處理后的波形為紅色。先右擊B這條線——>點擊Segment color——>點擊中間的白色——>點OK即可。

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積分電路圖分析

積分電路原理及三角波產生

依舊是先虛短Vn≈Vp≈0。因為電容公式。

再虛斷，i1≈i2=。

結合可得，。

當輸入電壓Vi為階躍信號方波時，Vi為定值。最后可以得出，。

我們首先利用函數發生器輸出一個1KHZ頻率，占空比為50%，峰值為10V的方波，設置如下。

之后運行結果如下

首先開白色的線，半個周期是500us，意思是一個周期就算1ms，表明函數發生器是正常輸出了一個1KHZ的方波。然后看紅色的線，他的這個斜率為10.211V/500us=10.211V/0.0005S≈20000。我們再將C=100nf,R4=5K，V1=10V帶入，發現數值與20000一樣。