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电源经典运放电路加法器减法器同向放大年夜器反向放大年夜器_电流_放年夜器

乖囧猫 2024-12-30 02:13:12 0

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遍不雅观所有仿照电子技能的书本和课程,在先容运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-RfVi。
末了学生每每得出这样一个印象:记住公式就可以了!
如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!

本日,教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,便是“虚短”和“虚断”,不过要把它利用得出神入化,就要有较深厚的功底了。

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虚短和虚断的观点

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(图片来自网络侵删)

由于运放的电压放大倍数很大,一样平常通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上。
而运放的输出电压是有限的,一样平常在10V~14V。
因此运放的差模输入电压不敷1mV,两输入端近似等电位,相称于“短路”。
开环电压放大倍数越大,两输入真个电位越靠近相等。

“虚短”是指在剖析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。

由于运放的差模输入电阻很大,一样平常通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入真个电流每每不敷1uA,远小于输入端外电路的电流。
故常日可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越靠近开路。
“虚断”是指在剖析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。

在剖析运放电路事情事理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东西只会滋扰你,让你更糊涂;也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失落调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。
我们理解的便是空想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做空想放大器来剖析也不会有问题)。

好了,让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”,开始“伙头解牛”了。

01

反向放大器

图1,运放的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,以是也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,险些没有电流注入和流出,那么R1和R2相称于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。

流过R1的电流:

I1=(Vi-V-)/R1……a

流过R2的电流:

I2=(V--Vout)/R2……b

V-=V+=0……c

I1=I2……d

求解上面的初中代数方程,得:

Vout=(-R2/R1)Vi

这便是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。

02

同向放大器

图2,Vi与V-虚短,则

Vi=V-……a

由于虚断,反向输入端没有电流输入输出,通过R1和R2的电流相等,设此电流为I,由欧姆定律得:

I=Vout/(R1+R2)……b

Vi即是R2上的分压,即:

Vi=IR2……c

由abc式得:

Vout=Vi(R1+R2)/R2

这便是传说中的同向放大器的公式了。

03

加法器1

图3,由虚短知:

V-=V+=0……a

由虚断及基尔霍夫定律知,通过R2与R1的电流之和即是通过R3的电流,故:

(V1–V-)/R1+(V2–V-)/R2=(V-–Vout)/R3……b

代入a式,b式变为

V1/R1+V2/R2=Vout/R3

如果取R1=R2=R3,则上式变为:

-Vout=V1+V2

这便是传说中的加法器了。

04

加法器2

图4,由于虚断,运放同向端没有电流流过,则流过R1和R2的电流相等,同理流过R4和R3的电流也相等。
故:

(V1–V+)/R1=(V+-V2)/R2……a

(Vout–V-)/R3=V-/R4……b

由虚短知:

V+=V-……c

如果R1=R2,R3=R4,则由以上式子可以推导出:

V+=(V1+V2)/2V-=Vout/2

故:

Vout=V1+V2

也是一个加法器!

05

减法器

图5,由虚断知,通过R1的电流即是通过R2的电流,同理通过R4的电流即是R3的电流,故:

(V2–V+)/R1=V+/R2……a

(V1–V-)/R4=(V--Vout)/R3……b

如果R1=R2,则:

V+=V2/2……c

如果R3=R4,则:

V-=(Vout+V1)/2……d

由虚短知:

V+=V-……e

以是Vout=V2-V1,这便是传说中的减法器了。

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