运算放大器的输入和输出限制

运放采用双电源供电，输出紧跟输入的变化。在输入端加入一个幅值为±1.5V的三角波，发现输出有削波现象，问题原因是什么？

为弄清此问题，需要了解共模输入电压（输入电压摆幅）和输出电压摆幅 。





1.共模输入电压

定义了正常输入时，所需的共模电压范围，共模输入电压通常与运放的供电电源有关。如果超过这个范围，输出信号就会工作在非线性，引起失真；

2.输出电压摆幅

与运放供电电源有关。同样，如果超过这个范围，同样使得输出信号产生失真。

如下图所示：





注意：我们平常说的轨对轨运算放大器，共模输入电压可以达到供电电源范围，达到供电电源的两个轨，输出电压接近电源轨。





首先对于上图的共模输入电压为0V，工作在其范围，但是输出也是0V，不在输出电压摆幅范围内，所以引起了输出电压可能达到200mV，引起了较大误差。





由上图可以分析出，输入电压不在共模输入电压范围内，所以可能会导致输出电压不在μV级别，可能回答道mV级别。





再回到起初问题，关于输入是±1.5V的三角波，输出却出现削波现象，其原因在于输入幅值不在共模输入电压范围。当三角波幅值达到1.5V时，已经超过共模输入电压的最大值1V，所以会产生削波现象；

总结：对于使用运放时，需要考虑输入电压是否在共模输入电压范围，同时还要考虑输出电压摆幅问题。