运算放大器之开环增益

大多数电压反馈(VFB)型运算放大器的开环电压增益(通常称为AVOL，有时简称AV)都很高。常见值从100000到1000000，高精度器件则为该数值的10至100倍。有些快速运算放大器的开环增益要低得多，但是几千以下的增益不适合高精度应用。此外还要注意，开环增益对温度变化并不高度稳定，同一类型的不同器件也会存在极大差异，因此，增益值必须很高。

　　电压反馈运算放大器采用电压输入/电压输出方式工作，其开环增益为无量纲比，所以不需要单位。但是，数值较小时，为方便起见，数据手册会以V/mV或V/μV代替V/V表示增益，电压增益也可以dB形式表示，换算关系为dB = 20×logAVOL。因此，1V/μV的开环增益相当于120 dB，以此类推。

　　电流反馈(CFB)型运算放大器采用电流输入和电压输出，因此，其开环跨导增益以V/A或Ω(或kΩ、MΩ)表示。增益值通常介于几百kΩ与几十MΩ之间。

　　根据基本反馈原理，为了保持精度，精密放大器的直流开环增益AVOL必须很高。通过检查闭环增益公式就能发现这点，该公式包含由有限增益引起的误差。包含有限增益误差的闭环增益公式如下：

　　其中，β是反馈环路衰减，也称反馈因子(反馈网络的电压衰减)。噪声增益等于1/β，因此，该公式还可以其它形式表示。将公式右端两项合并，把NG(噪声增益)代入，可得到

　　如下公式：

　　公式1和2是等效的，两者均可使用。如前所述，噪声增益(NG)只是从与运算放大器输入串联的小电压源获得的增益，是同相模式下的理想放大器信号增益。如果公式1和2中的

　　AVOL无限大，闭环增益就和噪声增益1/β完全相等。

　　但是，由于NG AVOL且AVOL为有限值，因此存在闭环增益误差，估算公式如下：

　　注意，公式3中的百分比形式增益误差直接与噪声增益成比例，因此，有限AVOL对低增益的影响较小。一些示例可以说明上述增益关系的要点。

　　开环增益不确定性