同相放大器,又稱同相比例放大電路,與其相對的是反相比例放大電路。同相放大器采用負反饋穩定總電壓增益,運放輸出端特性與輸入端特性一緻,同正或同負。基本電路圖如下:
同相比例放大電路的特點:輸入信号Vin一定是在接在正端,輸出信号Vout電壓極性與Vin電壓極性一緻。同相放大器的特點是輸入阻抗高,但是由于輸入沒有虛地,有較大的共模信号,所以需要共模抑制比較大的運放;
如何理解"同相放大器的特點是輸入阻抗高"?
運放可以認為是理想運放,理想運放的特點是阻抗無窮大,但現實中信号輸入腳還是有漏電流進去的,隻是很小,因此我們分析時就拿理想運放來分析。因此從上圖可知,輸入信号5腳為無窮大阻抗,并不會影響到我們輸入信号,因此同相放大器的輸入阻抗高。
如何理解"有較大的共模信号"?
從運放的基本分析定律"虛短"可知,V5電壓與V6電壓相等,因此運放的5腳6腳都忍受着較高的電壓,這就是共模電壓。如果你的采樣信号是50V而運放供電是12V,很明顯50V已超出了運放的共模電壓範圍,将不能正常工作。
同相比例放大電路的公式:
Au為同相比例放大電路的增益,也就是放大倍數。Rp為平衡電阻,R1,R2才是起放大作用的增益電阻。從公式可以看出同相比例放大電路的增益大于等于1 。等于1時就是我們平常所見的電壓跟随器了
所謂電壓跟随器,就是增益等于1的同相比例放大電路,也即輸出電壓Vout=Vin。
我們再回頭看同相放大器的公式,我們可以打個比方來理解它,假如Vin輸入電壓等于1V,根據虛短原理,V5=V6=1V,為什麼V6也會等于1V,除了"虛短"原因,内在的是因為運放輸出端會負反饋調節電壓使V6=V5,假如R2=R1要使V6等于1V,則Vout隻有輸出2V才行。因此V in輸入1V,Vout會輸出2V,這樣就起到了放大2倍的作用。
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