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大多数电压反馈(VFB)运算放大器具有高开环电压增益(AVOL，有时AV)。常见数值从10万到100万不等，高精度器件是这个数值的10到100倍。一些快速运算放大器的开环增益要低得多，但几千以下的增益不适合高精度应用。另外需要注意的是，开环增益对温度变化的稳定性不高，同一类型的不同器件之间会有很大差异，所以增益值一定要高。

电压反馈运算放大器工作在电压输入/电压输出模式，开环增益为无量纲比，因此不需要单位。但在数值较小时，为方便起见，数据手册会用V/mV或V/V代替V/V来表示增益，电压增益也可以用dB的形式表示，转换关系为dB=20logAVOL。因此，1V/V的开环增益相当于120 dB，以此类推。

电流反馈(CFB)运算放大器采用电流输入电压输出，因此其开环跨导增益表示为V/A或(或k，m)。增益值通常在几百k到几十m之间。

根据基本反馈原理，为了保持精度，精密放大器的DC开环增益AVOL必须非常高。这可以通过检查闭环增益公式找到，该公式包含有限增益引起的误差。有限增益误差下的闭环增益公式如下：

其中为反馈回路的衰减，也称为反馈因子(反馈网络的电压衰减)。噪声增益等于1/，因此该公式可以用其他形式表示。将公式右端的两项合并，代入NG(噪声增益)，得到以下公式：

等式1和等式2是等价的，都可以使用。如前所述，噪声增益(NG)只是从与运算放大器输入端串联的小电压源获得的增益，是同相模式下的理想放大器信号增益。如果等式1和等式2中的AVOL为无穷大，则闭环增益恰好等于噪声增益1/。

但由于NG AVOL及其有限值，存在闭环增益误差，估算公式如下：

请注意，等式3中的百分比增益误差与噪声增益成正比(即噪声增益越小，增益误差也越小)。因此，有限的AVOL对低增益的影响较小。一些例子可以说明上述增益关系的要点。

开环增益不确定性

在下图中，第一个示例中的噪声增益为1000。可以看出，开环增益为200万时，闭环增益误差约为0.05%。请注意，如果开环增益在温度、输出负载和电压变化时保持不变，则可以通过校准从测量结果中轻松消除0.05%的增益误差，因此不存在整体系统增益误差。然而，如果开环增益发生变化，由此产生的闭环增益也会发生变化。这导致增益不确定性。在第二个示例中，AVOL降至300，000，导致0.33%的增益误差。这种情况将导致闭环增益中0.28%的增益不确定性。在大多数应用中，当使用良好的放大器时，电路的增益电阻是绝对增益误差的最大来源，但应注意，增益不确定性无法通过校准消除。

图1:开环增益变化导致闭环增益不确定性

输出电平和输出负载的变化是运算放大器开环增益变化的最常见原因。开环增益中信号电平的变化会导致闭环增益传递函数的非线性，在系统校准过程中无法消除。大多数运算放大器都有一个固定的负载，因此负载的AVOL变化一般不重要。然而，当负载电流较高时，AVOL对输出信号电平的灵敏度可能会增加。

#(开环增益越高越好，因此增益误差越小)

不同类型器件的非线性严重程度差异很大，数据手册中一般没有具体说明。但是，通常会指定最小AVOL，选择高AVOL的运算放大器可以将非线性增益误差的概率降至最低。根据运算放大器的设计，非线性有许多来源。常见的来源之一是热反馈(例如，从热输出级到输入级)。如果温度变化是非线性误差的唯一原因，则降低输出负载可能会有所帮助。为了验证这一点，有必要测量空载条件下的非线性，然后将其与负载条件下的非线性进行比较。

测量开环增益非线性

图2显示了用于测量DC开环增益非线性的示波器X-Y显示测试电路。在该电路中，还应注意与上述失调电压测试电路相关的预防措施。放大器的信号增益设置为1，开环增益定义为输出电压的变化除以输入失调电压的变化。然而，当AVOL值较大时，实际失调电压可能只会改变整个输出电压摆幅中的几个微伏。因此，当使用由10电阻和RG (1m)组成的分压器时，节点电压VY根据下式计算：

选择RG的值，以便VY可以根据VOS的期望值获得可测量的电压。

图2:测量开环增益非线性的电路

将10 V斜坡发生器的输出乘以1的信号增益，将导致运算放大器的输出电压VX在10 V至10V之间摆动。由于增益系数会添加到失调电压中，因此有必要添加一个失调调整电位计，以将初始输出失调设置为零。的电阻值经过选择，可将输入失调电压失调最高10 mV。电位计两端应使用稳定的10 V基准电压源(如AD688 ),以防止输出漂移。还应注意，由于开环增益的转折频率较低，斜坡发生器的频率必须非常低，不得超过1Hz的几分之一(例如，OP177为0.1Hz)。

图2右侧的图表显示了VY和VX之间的关系。如果没有增益非线性，则斜率恒定的直线如图所示，AVOL根据以下公式计算：

如果存在非线性，AVOL会随着输出信号的变化而动态变化。开环增益非线性的近似值根据输出电压范围内的最大和最小AVOL值计算，公式如下：

闭环增益非线性的计算方法是将开环增益非线性乘以噪声增益ng，公式如下：

理想情况下，VOS和VX之间的关系是一条斜率恒定的直线，斜率的倒数是开环增益AVOL。斜率为零的水平线表示开环增益无穷大。在实际运算放大器中，由于非线性和热反馈因素，输出范围内的斜率会发生变化。事实上，斜率甚至可以改变符号。

图3显示了OP177精密运算放大器中VY(和VOS)与VX之间的关系。图中显示了2k和10k负载之间的关系。根据终点计算斜率的倒数，平均AVOL在800万左右。经测量，AVOL在输出电压范围内的最大值和最小值分别约为910万和570万。对应的开环增益非线性约为0.07 ppm。因此，当噪声增益为100时，相应的闭环增益非线性约为7 ppm。

图3:3:op 177的增益非线性

当然，这些非线性测量方法最适合高精度DC电路。但是它也适用于诸如音频之类的宽带宽应用。例如，图2中的X-Y显示技术可以轻松显示设计不当的运算放大器输出级的交越失真。

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