如图1-2所示为理想集成运算放大器性能测试图,图中U 1 为理想集成运算放大器,其反相输入端接地,同相输入端通过一限流电阻R 1 接输入信号INPUT,在输出端的OUTPUT处输出结果。
图1-2 理想运算放大器性能测试图
先给INPUT输入一幅度为±15μV、频率为1kHz的交流电压信号,用Proteus图形仿真功能,可以绘出电路的输入/输出电压关系图,如图1-3所示。由图1-3可见,图中的黑线是输入信号INPUT,它看起来是一条直线,这是因为信号幅度太小,还不能显示出来。红线是输出信号OUTPUT,它是一种幅度为±15V、频率为1kHz的正弦波电压信号。这表明,放大信号没有失真,电压放大倍数是1 000 000(10 6 或120dB)。
图1-3 理想集成运算放大器性能测试结果图(1)
再给INPUT输入一幅度为±20μV、频率为1kHz的交流电压信号,用Proteus图形仿真功能,绘出电路的输入/输出电压关系图,如图1-4所示。由图1-4可见,图中的黑线是输入信号INPUT,它看起来是一条直线;红线是输出信号OUTPUT,它是一种幅度超过±15V部分已被削去的周期电压信号。这表明,放大信号已失真。
图1-4 理想集成运算放大器性能测试结果图(2)
由此看出,该理想集成运算放大器的 A od =10 6 , U OM =15V,只有当| u P - u N |<15μV时,运算放大器才工作在线性区。换句话说,若| u P - u N |>15μV,则集成运算放大器进入非线性区,输出电压 u O 不是+15V,就是-15V。
这里说的是理想集成运算放大器的性能,实际集成运算放大器的性能指标均为有限值。随着新型集成运算放大器的不断出现,性能指标会越来接近理想集成运算放大器。