经过运算放大器波形为什么会失真 运算放大器波形的失真原因

1、运算放大器导致失真的原因

运算放大器（Operational Amplifier, 简称Op-Amp）作为一种高增益、高输入阻抗及低输出阻抗的电路，常被应用在放大、滤波、积分、微分等电路设计中。

然而，当Op-Amp电路中存在不合理的设计或者过大的信号输入时，就会产生失真现象。这些原因包括：

1）输入信号过大；

2）过载；

3）共模干扰；

4）高频振荡；

2、Op-Amp输入信号过大导致失真

当Op-Amp的输入信号过大，会引起OP输出信号的不稳定。产生失真的主要原因是：当操作放大器的输入信号非常大时，电路的输出将会受到限制。虽然Op-Amp有着极高的电压放大倍数，但超出了Op-Amp的输入电压共模范围（CMRR），电路的输出将会受到在限制的影响。

为了避免Op-Amp输出失真，设计者应该优先增大OP输入信号的幅度，且不超过Op-Amp的使用条件，同时减小Op-Amp对输入信号的反应，以确保操作放大器的均衡性。

3、过载导致Op-Amp波形失真

当Op-Amp的反馈路径存在问题或反馈电阻被短路时，就会导致过载的发生。这会使得操作放大器及其输出电路的工作状态失平衡，导致波形失真。

在过载的情况下，输出电压将会饱和，并失去一部分它的线性放大能力。这就需要设计者选用适当电阻和电容组合，以确保操作放大器的线性总增益和相位响应等电性能。此外，为了避免Op-amp过载，最好使用非对称负载以增加Op-Amp输出的稳定性，并提高操作放大器的输出电流和稳定性。

4、共模干扰导致波形不稳定

Op-Amp的共模电压应该为0V，但在实际电路中，由于存在干扰源和不同地段的领域之间的电压差，会导致仪器中的电路失平衡，从而导致失真。这种失真称为差分输入信号中的共模干扰。共模干扰的信号主要来自环境中的电力线及设备的磁场干扰。

一种常见的减少共模干扰的方法是使用差动输入电路。对差分输入电路来说，共模信号无法被放大，尽管这些信号在差分输入电路上是存在的。在实际的电路中，差动输入电路被广泛用于减小共模干扰造成的Op-Amp波形失真现象。