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beiyhs 2020-05-08 17:00 原文

 

虚短:运放的两输入端近似等电位,相当于 “短路”。只是分析运算放大器处于线性状态时看作短路,并不是

           两输入端真正短路。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈,同时放大器开环增益A足够大。

虚断: 运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的

           流过的电流非常小。故 通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。

虚地:在反相输入时,由于同相输入端(经电阻)接地,根据 虚短 概念,反相输入端电位也为零,可认为反相

           输入端虚假接地,所以,称反相输入端为 虚地 。

1  正相放大 

                                  

  无虚地,有虚短,V+ = V- = Vi

                               V- = I1*R1= Vo/(Rf+R1 ) * R1

                               V- = Vo/ (Rf+R1 ) * R1=Vi 

                               Vo / Vi = 1+Rf / R1 = Au

  电压增益: Au=1+Rf/R1        输入电阻: Ri → ∞        输入电阻:Ro→0

 

 

2  电压跟随器

                                     

    电压增益: Av= 1       输入电阻: Ri → ∞           输出电阻:Ro → 0

 

3  反相放大 

                              

  有虚地,R'无电流,V+ = 0 =V-, Id=0;

                                   Ii = If ;

                                   (Vi - V-) / R1 = (V- - Vo)/ Rf ; 

  式中V- = 0,Vo / Vi =  - Rf / R1 = Au

   R‘为平衡电阻,为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,一般 R‘=Rf // R1   

   电压增益: Au= -(Rf/R1 )       输入电阻: Ri=R1          输出电阻:Ro → 0   

  当Rf =R1,Au= -1,称为单位增益倒相器

 

 

4  差动比例放大

                             

 无虚地,有虚短,通常 R1=R1'、Rf=Rf ' 

利用叠加原理:

当V'对地短路, V- =R1/(R1+RF) * Vo

当Vo对地短路,V- =Rf/(R1+RF) * Vi,

当Vi、Vo同时存在时,V- =R1/(R1+Rf) * Vo +  Rf/(R1+RF) * Vi            (1)

因为                             V+ = If * Rf = Vi' / (R1'+Rf ')  * Rf '                     (2)

又因为V- = V+,R1=R1'、Rf=Rf ',整理1、2式得出:

Vo = - Rf / R1(Vi - Vi')

Vo /(Vi - Vi')=  - Rf / R1

电压增益: Av = Vo / (Vi - Vi')  = - Rf / R1       输入电阻: Ri=2R1          输出电阻:Ro → 0

 

 

5  同相加法器

                     

    一般不采用,因为运放的输入阻抗非常大,Vi1、Vi2电流不易流入V+,只能是Vi1流入Vi2

或Vi2流入Vi1,互相影响。

    根据虚短,V+ = V-

    当R1 ‘=R2 ’,R1=Rf,则Vo=Vi1+Vi2

 

 

 6  反相加法器

                          

      V- 点虚地,故无电流流入运放,据基尔霍夫电流定律 

     I1+I2= If 

     又 I1=(Vi1 - V-)/ R1、I2=(Vi2 - V-)/ R2、If =( V-  - Vo)/ Rf

     因为虚短,V- = V+,V+接地,V- = V+ =0

     整理式项   Vi1 / R1 + Vi2 / R2  =  - Vo / Rf

     当R1=R2 ,

      Vo= -(V1+V2)* Rf / R1 

      又当R1=R2 =Rf,

      Vo= -(V1+V2)   实现加法器功能但反向。

 

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