许多运算放大器电路的设计使得如果使用包括无限增益运算放大器在内的理想组件构建它们将产生已知的有限增益。在实践中,这种电路总是由非理想元件构成,它们的行为与理想元件的结果不太匹配。考虑一个非常基本的放大器:
模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图
使用理想元件时,增益为(R1+R2)/R2;我称之为“名义收益”。在实际电路中,如果运算放大器具有恒定的开环增益,则增益将为 1/(R2/(R1+R2) + 1/opAmpGain)。如果运算放大器的开环增益远大于 (R1+R2)/R2,则 1/opAmpGain 相对于 R2/(R1+R2) 将非常小,其确切值无关紧要很多。此外,即使开环增益可能由于频率或输入电压等因素而变化,电路的最大和最小增益也会相对接近。例如,如果开环增益可能在 500x 和 1000000X 之间变化,则电路的净增益范围将在大约 9.8x 到 10x 之间。比某些用途可能理想的变化更多,但仍然很小。
如果将 R1 更改为 99K(将标称增益从 10x 更改为 100x),则电路对运算放大器实际增益的灵敏度将增加十倍以上。运算放大器实际增益的相同变化将导致电路的净增益范围从大约 83 倍到 100 倍——一个更大的变化。如果将下面所示的电路(增益为 10 倍)与第二个副本级联,则所得电路的增益范围可能在 96 倍到 100 倍之间。与使用该电路的一个副本相比,相对不确定性程度更大,但比尝试在一级中实现 100 倍增益时小得多。
60dB 的增益将需要 1000:1 的电压增益。虽然一个具有足够高的开环增益以在音频频率上实现 1000:1 标称增益的运算放大器可能比两个规格稍差的运算放大器便宜,但在如此高增益下工作良好的运算放大器往往会贵很多。在一定的增益水平上,使用两个更便宜的放大器比使用一个质量足以在较高增益下正常工作的放大器更实用。