运放的输入和输出限制对信号失真的影响

运放电路中，造成信号失真的因素有很多，运放的输入输出限制就是其中之一，特别是非轨对轨（Rail to Rail）输入输出的运放，尤其要注意信号的输入输出是否在其范围之内，以免造成信号失真。

运放的输入输出限制，分开来讲，分别对应共模输入电压和输出电压摆幅。

一、共模输入电压

运放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。

如下图所示，运放的供电电源为±2.5V，其共模输入电压范围为-2.6V < V_IN < -1.0V，输出电压范围为 -2.3V < V_OUT < 2.3V。

可以分析，输出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，可能会到 mV 级别。

运放输出电压摆幅也与运放供电电源有关。同样，如果超过这个范围，也会使得输出信号产生失真。

如下图所示，运放的供电电源为 5V，其共模输入电压范围为 -0.1V < V_IN < 1.5V，输出电压范围为 0.2V < V_OUT < 4.8V。

上图的共模输入电压为 0V，工作在共模输入电压范围，理论输出电压应该也是 0V，但是并不在输出电压摆幅范围内，所以输出电压可能达到 200mV，引起了较大误差。

下面看一个仿真示例：输入是±1.5V 的三角波，输出出现削波现象，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：使用非轨对轨运放时，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。当然，如果是轨对轨运放，造成的影响就会小很多，关于运放的轨对轨输入和输出，可以参考之前的博文：

继续学习 TI FAE 分享的运放参数解析系列文章，并对其中的内容做了注释。以下是转载的原文（蓝色底纹的文字为本站注释）。最近比较忙，把这个主题中断了，现在利用周末的时间，把这…

继续学习 TI FAE 分享的运放参数解析系列文章，并对其中的内容做了注释。以下是转载的原文（蓝色底纹的文字为本站注释）。随着单电源运放的广泛的运用，运放的轨至轨输入（rail…

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