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運放差分放大電路的分析與計算

圖文 更新时间:2025-09-10 17:39:27

運放差分放大電路的分析與計算?運算放大器組成的電路挑幾個常見簡單的給大家學習下,,現在小編就來說說關于運放差分放大電路的分析與計算?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!

運放差分放大電路的分析與計算(幾種常見運算放大電路快速記住)1

運放差分放大電路的分析與計算

運算放大器組成的電路挑幾個常見簡單的給大家學習下,

介紹運算放大器電路的時候,推導它的輸出與輸入的關系,然後得出Vo=(1 Rf)Vi,那是一個反向放大器,然後得出Vo=-Rf*Vi……記得上學時這樣得出這樣一個印象:記住公式就可以了!如果将電路稍稍變換一下,我們就找不着不會用了。

今天給大家分享下,運放隻需記住這兩招,就是“虛短”和“虛斷”,不過要把它運用得出神入化,就要有較深厚的功底了。

虛短和虛斷的概念: 由于運放的電壓放大倍數很大,一般通用型運算放大器的開環電壓放大倍數都在80 dB以上。而運放的輸出電壓是有限的,一般在 10 V~14 V。因此運放的差模輸入電壓不足1 mV,兩輸入端近似等電位,相當于 “短路”。開環電壓放大倍數越大,兩輸入端的電位越接近相等。

“虛短”是指在分析運算放大器處于線性狀态時,可把兩輸入端視為等電位,這一特性稱為虛假短路,簡稱虛短。顯然不能将兩輸入端真正短路。

由于運放的差模輸入電阻很大,一般通用型運算放大器的輸入電阻都在1MΩ以上。因此流入運放輸入端的電流往往不足1uA,遠小于輸入端外電路的電流。故 通常可把運放的兩輸入端視為開路,且輸入電阻越大,兩輸入端越接近開路。“虛斷”是指在分析運放處于線性狀态時,可以把兩輸入端視為等效開路,這一特性 稱為虛假開路,簡稱虛斷。顯然不能将兩輸入端真正斷路。

廢話不多說,直接上圖開幹------“虛短”和“虛斷”,開戰了。

圖一運放的同向端接地=0V,反向端和同向端虛短,所以也是0V,反向輸入端輸入電阻很高,虛斷,幾乎沒有電流注入和流出,那麼R1和R2相當于是串聯的,流過一個串聯電路中的每一隻組件的電流是相同的,即流過R1的電流和流過R2的電流是相同的。流過R1的電流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流過R2的電流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V = 0 ……c I1 = I2 ……d 求解上面的初中代數方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 這就是傳說中的反向放大器的輸入輸出關系式了。

圖二中Vi與V-虛短,則 Vi = V- ……a 因為虛斷,反向輸入端沒有電流輸入輸出,通過R1和R2 的電流相等,設此電流為I,由歐姆定律得: I = Vout/(R1 R2) ……b Vi等于R2上的分壓, 即:Vi = I*R2 ……c 由abc式得Vout=Vi*(R1 R2)/R2 這就是傳說中的同向放大器的公式了。

圖三中,由虛短知: V- = V = 0 ……a 由虛斷及基爾霍夫定律知,通過R2與R1的電流之和等于通過R3的電流,故 (V1 – V-)/R1 (V2 – V-)/R2 = (Vout – V-)/R3 ……b 代入a式,b式變為V1/R1 V2/R2 = Vout/R3 如果取R1=R2=R3,則上式變為Vout=V1 V2,這就是傳說中的加法器了。

圖四,由虛斷知,通過R1的電流等于通過R2的電流,同理通過R4的電流等于R3的電流,故有 (V2 – V )/R1 = V /R2 ……a (V1 – V-)/R4 = (V- - Vout)/R3 ……b 如果R1=R2, 則V = V2/2 ……c 如果R3=R4, 則V- = (Vout V1)/2 ……d 由虛短知 V = V- ……e 所以 Vout=V2-V1 這就是傳說中的減法器了。

圖五,電路中,由虛短知,反向輸入端的電壓與同向端相等,由虛斷知,通過R1的電流與通過C1的電流相等。通過R1的電流 i=V1/R1 通過C1的電流i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt,Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt 輸出電壓與輸入電壓對時間的積分成正比,這就是傳說中的積分電路了。若V1為恒定電壓U,則上式變換為Vout = -U*t/(R1*C1) t 是時間,則Vout輸出電壓是一條從0至負電源電壓按時間變化的直線。

運算放大器的應用還有很多,後續再給大家分享。看完了别忘點個關注哦!

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