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运算放大器

 共同成长888 2013-12-13

运算放大器





 一、反相比例运算电路   反相比例运算电路如图所示。输入电压  通过电阻R作用于集成运放的反相输入端,故输出电压    反相;电阻  跨接在集成运放的输出端和反相输入端,引入了电压并联负反馈;同相输入端通过电阻  接地,  为补偿电阻,以保证集成运放输入级差分放大电路的对称性,其值为  =0时反相输入端总等效电阻,即 =R//Rf 。 

根据理想运放在线性区“虚短路”和“虚断路”的特点有:

 =0

集成运放两个输入端的电位均为零,但由于它们并没有接地,故称之为“虚地”。节点N的电流方程为

由于N点虚地(  =0),整理得出

   

     成比例关系,比例系数为  ,负号表示    反相。

  该电路的闭环电路放大倍数为:   /  =    若  ,则  1,即  ,这时电路为倒相器。

 二、同相比例运算电路

  将反相比例运算电路中的输入端和接地端互换,就得到同相比例运算电路,如图所示。电路引入电压串联负反馈,故运放工作在线性区。

  根据“虚短”和“虚断”的概念,集成运放的净输入电压为零。即

说明集成运放有共模输入电压。

  净输入电流为零(即  ),因而  ,即

      表明    同相且大于  

  同相比例运算电路具有高输入电阻、低输出电阻的优点,但有共模输入,所以为了提高运算精度,应当选用高共模抑制比的集成运放。

三、电压跟随器

  如图所示,若将输出电压的全部反馈到反相输入端,就构成电压跟随器。电路引入了电压串联负反馈,其反馈系数为1。由于 ,故输出电压与输入电压的关系为

  理想运放的开环差模增益为无穷大,因而电压跟随器具有比射极输出器好得多的跟随特性。

  综上所述,对于单一信号作用的运算电路,在分析运算系关时,应首先列出关键节点的电流方程,所谓关键节点是指那些与输入电压和输出电压产生关系的节点,如N点和P点;然后根据“虚短”和“虚断”的原则,进行整理,即可得输出电压和输入电压的运算关系。

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