感谢电子发烧友社区提供的书籍《典型电子电路设计与测试》，这本书中的大部分内容在大学本科阶段的模拟电子技术基础课程中都有所涉及，本书的亮点在于除了介绍典型电路之外还增加了PSpice仿真的验证。

同相放大电路

同相放大电路由运算放大器和设置增益的电阻构成，输入信号VIN直接连接到运算放大器的同相输入端，电阻R1和R2构成输出电压的反馈电路，其结构如下图所示。

根据理想运放“虚短”原理，我们可以得出同相放大电路的放大倍数为

根据放大倍数的公式，我们可以看出如果想要精准地放大某一个倍数，需要有较为精准的R1和R2的值，存在误差的电阻值可能会使得输出电压与理想输出存在偏差。同时需要注意，应该保证输出电压在线性区，防止输入电压过高导致输出电压出现饱和。

当电压频率升高时，我们需要考虑运放的带宽。不同的放大倍数下运放的带宽不同，根据下图所示的输出电压频率特性曲线，可以看出放大倍数的增加会导致带宽的减小。

因此，当我们需要设计一个闭环增益很大的同相放大电路时，单纯地用R1和R2构建同相放大电路时准确度、稳定度和干扰抑制性都会大大降低，因此使用T形网络提高同相放大电路的放大倍数，如下图所示。

其放大倍数为

其中，R1为kΩ级别的电阻，具体大小由输入信号决定，该阻值基本决定运算放大器反馈电流的大小；R2通常为10倍R1阻值，然后再计算R3和R4阻值。为实现电路的稳定性和抗干扰能力，电阻值通常选择100kΩ以内。

反相放大电路

反相放大电路如下

根据“虚短”“虚断”原理，得到放大倍数为

与同相放大电路类似，当设计大闭环增益的反相放大电路时，一般采用T形网络反相放大电路，其电路结构如下图所示

电路放大倍数

其电阻值的选取与同相放大电路类似。

求和放大电路

求和放大电路由运算放大器和设置求和增益的电阻构成，其结构如下图。输入信号VI1和VI2为求恶化信号，分别通过电阻R1和R2连接到运算放大器反相输入端，通过反馈电阻RF构成输出电压反馈电路。

利用叠加原理和“虚短”“虚断”得到输出电压

同样的，在实际应用中也需要保证输出电压处于线性区内，即输入电压不能太大。

差分放大电路

差分放大电路由运算放大器和匹配的两队电阻构成，其结构如下图。理想差分放大电路仅放大两输入信号之差，而对两输入端的共模信号进行抑制。

利用叠加原理和“虚短”，得到输出电压表达式。

当R4/R3=R2/R1时，输出电压为

线性增益差分放大电路

线性增益差分放大带你路如下图所示，理想差分放大电路仅对两信号差值进行放大，而对两输入端的共模信号进行抑制，放大增益通过点电阻RG进行调节。对比差分放大电路，线性增益差分放大电路增加了一个运放，从而让差分放大的增益进一步增大。

根据叠加原理和“虚短”，得到输出电压表达式。

当R4/R3=R2/R1时，输出电压为

通用仪表放大电路

通用仪表放大电路由两级构成，具体结构如下图所示。仪表放大带你路也是差分放大器，主要用于精确放大具有较大共模信号的差模信号。该电路具有以下特性：1. 极高的共模和差模输入阻抗；2. 极低的输出阻抗；3. 稳定、精确的电压增益；4. 极高的共模抑制比

第一级电路中R5=R6，得到输出电压值为

仪表放大电路的总增益为

改进型仪表放大电路

对通用仪表放大电路第一级和第二级进行调整可得改进型仪表放大电路，其结构如下图所示。该改进型仪表放大器电路未使用差分电路而实现单端对地输出，使得电路更加简单。

电路中R1=R2、R3=R4，V(IN1)=V1、V(IN2)=V2，得到输出电压值为

放大器增益为

峰值检波电路

峰值检波电路的作用为提取输入信号峰值，并且输出Vout=Vin(peak)。为实现此目标，使Vout跟踪Vin直至输入达到峰值，该峰值会一直保持，直至下一新的更大峰值出现，此时电路将会使用新的峰值作为输出Vout。下图为峰值检波电路。峰值检波电路主要用于测试和测量仪表电路中，用于信号峰值提取与保持。

在峰值检波电路中，电容CH用于保持最近峰值电压，充当电压存储器；当新的峰值出现时二极管D2作为单相电流开关对CH进行充电；当新的峰值电压出现时，运算放大器U1使得电容CH的电压跟随输入电压；运算放大器U2对电容CH电压进行缓冲，以防止电容放电。D1和R1防止U1在检测到峰值后出现饱和，因此当新的峰值出现时可加快恢复速度。
峰值检波电路原理：当新峰值到达U1的正相输入端时，U1的输出为正，D1截至D2导通，U1利用反馈回路D2-U2-R使得输入端之间保持虚短。由于无电流流经R，使得U1和U2的输出端电压一致，此模式称为跟踪模式。
经历峰值之后，U1输入电压开始下降，从而U1输出电压下降，D2截至D1导通，为U1提供反馈回路。因为运算放大器输入端“虚短”，运算放大器U2输出电压与电容CH电压一直，此模式称为保持模式。在此期间，电阻R1为D1提供电流通路，使得U1工作在正常反馈状态。通常电阻R1的阻值为千欧数量级；电容CH的容值通常为百纳法数量级；通过与二极管D1或电阻R1并联皮法数量级电容使得电路工作更加稳定。
输入和输出波形如下图所示。

如果将二极管D1和D2翻转方向，可以对输入信号的负峰值进行检波，电路如下图所示。

开关电容放大电路

开关电容分压放大电路

开关电容二分之一分压放大电路由4支可控开关与电容组成，具体如下图所示。开关S1和S3同时开通和关闭，开关S2和S4同时开通和关闭，两路开关相差180°；脉冲电压源V1和V2为开关驱动信号，用于驱动4只开关。当S1和S3开通、S2和S4关闭时电容C1和C2构成串联分压电路，电容C1和C2两端电压分别为输入电压的一般；当S1和S3关闭、S2和S4开通时电容C1和C2两端电压并联输出，均为输入电压的一般；当输入信号为交流时，为保证输出信号满足失真要求，驱动信号频率应为输入信号频率的50倍以上。

开关电容倍压放大电路

开关电容二倍压放大电路如下图所示。开关S1和S3同时开通和关闭，开关S2和S4同时开通和关闭，两路开关相差180°；脉冲电压源V1和V2为开关驱动信号，用于驱动4只开关。当S2和S4开通、S1和S3关闭时电容C1两端电压等于输入电压；当S2和S4关闭、S1和S3开通时，电容C2两端电压等于输入电压和C1两端电压之和，即输出电压为输入电压的2倍；当输入信号为交流时，为保证输出信号满足失真要求，驱动信号频率应为输入信号频率的50倍以上。

开关电容差分转单端放大电路

开关电容差分转单端1000倍放大电路由开关电容与运算放大器电路构成，具体如下图所示。开关S1和S3同时开通和关闭，开关S2和S4同时开通和关闭，两路开关相差180°；脉冲电压源V1和V2为开关驱动信号，用于驱动4只开关。当S2和S4开通、S1和S3关闭时电容C1两端电压等于输入电压；当S2和S4关闭、S1和S3开通时电容C1两端电压等于电容C2两端电压，4只开关实现差分到单端转换；运算放大器U1及其电阻R3和R4构成1000倍同相放大电路；当输入信号为交流时，为保证输出信号满足失真要求，驱动信号频率应为输入信号频率的50倍以上。