運算放大器之開環(huán)增益

大多數(shù)電壓反饋(VFB)型運算放大器的開環(huán)電壓增益(通常稱為AVOL，有時簡稱AV)都很高。常見值從100000到1000000，高精度器件則為該數(shù)值的10至100倍。有些快速運算放大器的開環(huán)增益要低得多，但是幾千以下的增益不適合高精度應用。此外還要注意，開環(huán)增益對溫度變化并不高度穩(wěn)定，同一類型的不同器件也會存在極大差異，因此，增益值必須很高。

　　電壓反饋運算放大器采用電壓輸入/電壓輸出方式工作，其開環(huán)增益為無量綱比，所以不需要單位。但是，數(shù)值較小時，為方便起見，數(shù)據(jù)手冊會以V/mV或V/μV代替V/V表示增益，電壓增益也可以dB形式表示，換算關系為dB = 20×logAVOL。因此，1V/μV的開環(huán)增益相當于120 dB，以此類推。

　　電流反饋(CFB)型運算放大器采用電流輸入和電壓輸出，因此，其開環(huán)跨導增益以V/A或Ω(或kΩ、MΩ)表示。增益值通常介于幾百kΩ與幾十MΩ之間。

　　根據(jù)基本反饋原理，為了保持精度，精密放大器的直流開環(huán)增益AVOL必須很高。通過檢查閉環(huán)增益公式就能發(fā)現(xiàn)這點，該公式包含由有限增益引起的誤差。包含有限增益誤差的閉環(huán)增益公式如下：

　　其中，β是反饋環(huán)路衰減，也稱反饋因子(反饋網(wǎng)絡的電壓衰減)。噪聲增益等于1/β，因此，該公式還可以其它形式表示。將公式右端兩項合并，把NG(噪聲增益)代入，可得到

　　如下公式：

　　公式1和2是等效的，兩者均可使用。如前所述，噪聲增益(NG)只是從與運算放大器輸入串聯(lián)的小電壓源獲得的增益，是同相模式下的理想放大器信號增益。如果公式1和2中的

　　AVOL無限大，閉環(huán)增益就和噪聲增益1/β完全相等。

　　但是，由于NG AVOL且AVOL為有限值，因此存在閉環(huán)增益誤差，估算公式如下：

　　注意，公式3中的百分比形式增益誤差直接與噪聲增益成比例，因此，有限AVOL對低增益的影響較小。一些示例可以說明上述增益關系的要點。

　　開環(huán)增益不確定性