运算放大器技术合集:运放工作原理、基础及经典电路分析
经典运放电路分析(经典)

从虚断,虚短分析基本运放电路运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。
为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位看完后有所斩获。
遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍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=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象: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!今天,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,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的,一般在10 V~14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分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电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。
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。
“虚断”是指在分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。
在分析运放电路工作原理时,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……这些东东只会干扰你,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、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。
史上最全的运放典型应用电路及分析

史上最全的运放典型应用电路及分析运放(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种非常重要的电子元件,被广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、输入阻抗高、输出阻抗低和大动态范围等特点,适用于信号放大、滤波、求和、差分运算等各种应用。
下面将介绍几个常见的运放典型应用电路。
1. 基本运算放大器(Inverting amplifier)电路:该电路是运放最基本的应用之一,用于放大信号。
它的输入信号通过一个电阻连接到运放的一个输入引脚(负输入端),另一个输入引脚通过一个反馈电阻与输出端相连。
这样,在负输入端和输出端之间形成一个负反馈回路。
根据负反馈原理,输入信号被放大后反馈到负输入端,并与输入信号相位反向,达到放大输入信号的效果。
2. 非反转放大器(Non-inverting amplifier)电路:与基本运算放大器相比,非反转放大器电路在输入信号的反馈上有所不同。
在该电路中,输入信号直接连接到运放的一个输入引脚(正输入端),另一个输入引脚通过一个电阻与负电源端相连。
输出信号通过一个反馈电阻连接到正输入端。
这样,输出信号经过反馈后加入到正输入端,与输入信号相位相同,实现了对输入信号的放大。
3.滤波电路:运放可用于构建各种滤波电路,如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
滤波器根据频率的不同选择性地削弱或放大信号的不同频段。
例如,低通滤波器能够削弱高频信号,使得输出信号更加接近原始信号的低频部分。
4.增益控制电路:运放可以用于实现可变增益放大器。
通过调节输入信号与反馈电阻之间的比例关系,可以实现对输出信号的不同放大倍数的控制。
这种电路广泛应用于音频设备、通信系统等领域。
5.比较器电路:利用运放的比较特性,可以将其应用为比较器。
比较器通过将待测信号与参考电压进行比较,并给出一个高低电平作为输出信号。
这种电路广泛应用于电压比较、开关控制、实现零点检测等场景。
总而言之,运放的应用非常广泛,可以根据不同的需求设计出各种典型电路。
电路基础原理理解与应用运算放大器的工作原理

电路基础原理理解与应用运算放大器的工作原理电路基础原理理解与应用:运算放大器的工作原理在电子领域中,电路基础原理是理解和应用各种电路设计的关键。
而运算放大器作为电子电路中的重要组成部分,在各种电路中广泛应用。
本文将为读者介绍运算放大器的工作原理,并解释其在电路设计中的应用。
一、运算放大器的定义与构成运算放大器,简称OpAmp,是一种差分放大器电路。
它具有非常高的电压放大倍数和低的输出阻抗,能够对输入信号进行放大,并进行数学运算。
一般情况下,运算放大器有一个反馈回路,通过这个回路可以调整输出电压。
运算放大器主要由以下部分组成:1. 输人端:运算放大器有两个输入端,分别为非反相输入端(+)和反相输入端(-)。
2. 输出端:运算放大器的输出端提供放大后的信号。
3. 电源端:运算放大器需要外部电源来为其提供工作电压。
4. 反馈网络:通过反馈网络,将一部分输出信号反馈至输入端,起到调整输出电压的作用。
二、运算放大器的工作原理运算放大器的工作原理基于电子器件中的放大功能。
信号输入到运算放大器的非反相输入端和反相输入端,通过差模放大电路将输入信号放大一定倍数,并输出至输出端。
运算放大器的工作原理可以表示为以下公式:Vout = A(V+ - V-)其中,Vout是输出电压,V+是非反相输入端的电压,V- 是反相输入端的电压,A是放大倍数。
运算放大器的放大倍数非常高,通常可达到几万倍以上。
这是因为它采用了高增益的差动放大电路,能够将微弱的输入信号放大成较大的输出信号。
三、运算放大器的应用运算放大器在电子电路设计中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:1. 比较器:运算放大器可以将输入信号与参考信号进行比较,输出高低电平,用于判断输入信号的状态。
2. 滤波器:通过添加电容和/或电感等元件,可以将运算放大器构建成低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等,用于信号处理和滤波。
3. 放大器:通过控制反馈网络,将运算放大器构建成放大电路,用于信号放大。
运放的原理与使用

运放的原理与使用运放,即运算放大器,是一种广泛应用于电子电路中的集成电路元件。
它的主要功能是将输入信号放大到合理的幅度,以便用于各种运算。
运放的原理和使用可以通过以下几个方面进行详细说明。
一、运放的基本电路结构运放的基本电路结构由差动输入级、单端放大级和输出级组成。
差动输入级用于接收输入信号,并将信号转换为电流。
单端放大级将电流信号转换为电压信号,并放大到合适的幅度。
输出级通过负反馈机制将输出信号与输入信号进行比较,以保持输出信号与输入信号的一致性。
二、运放的放大特性运放具有很高的放大增益和带宽产品,可以将输入信号放大到较大的幅度。
同时,运放的输入阻抗很高,输出阻抗很低,可以减小信号的失真和干扰。
三、运放的运算功能运放可以实现各种运算功能,包括放大、求和、积分、微分等。
通过调整运放的反馈电阻和电容,可以得到不同的运算结果。
四、运放的使用在实际应用中,运放可以作为放大器、比较器、滤波器等电路中的关键元件。
下面分别介绍一些常见的运放应用。
1.放大器运放可以作为电压放大器进行电压信号的放大。
通过选择合适的反馈电阻和电容,可以得到不同的放大倍数和频率响应。
2.比较器运放可以作为比较器进行信号的比较。
通过设置阈值电压,当输入信号超过或低于阈值时,输出高电平或低电平。
3.积分器运放可以通过设置负反馈电容实现积分功能。
当输入信号通过运放时,反馈电容会对信号进行积分,从而得到输出信号。
4.微分器运放可以通过设置负反馈电阻和电容实现微分功能。
当输入信号通过运放时,反馈电容和电阻会对信号进行微分,从而得到输出信号。
5.滤波器运放可以结合电容和电阻构成低通、高通、带通滤波器等。
通过调整电容和电阻的数值,可以实现对不同频率信号的滤波功能。
总之,运放作为一种重要的电子元件,在电路设计中有着广泛的应用。
它的原理和使用方法可以根据具体的应用需求进行调整和优化。
通过合理的选择和配置,可以实现不同的信号处理和运算功能。
运算放大器7大经典电路实图分析!

运算放大器7大经典电路实图分析!运放的基本分析方法:虚断,虚短。
对于不熟悉的运放应用电路,就使用该基本分析方法。
运放是用途广泛的器件,接入适当的反馈网络,可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。
8号线攻城狮1运放在有源滤波中的应用上图是典型的有源滤波电路(赛伦-凯电路,是巴特沃兹电路的一种)。
有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减,而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
该电路的设计要点是:在满足合适的截止频率的条件下,尽可能将R233和R230的阻值选一致,C50和C201的容量大小选取一致(两级RC电路的电阻、电容值相等时,叫赛伦凯电路),这样就可以在满足滤波性能的情况下,将器件的种类归一化。
其中电阻R280是防止输入悬空会导致运放输出异常。
滤波最常用二阶有源低通滤波电路为巴特沃兹低通滤波,单调下降,曲线平坦最平滑;●巴特沃兹低通滤波中用的最多的是赛伦凯乐电路,即仿真的该电路。
一个滤波器,要知道其截至频率是多少,或者能写出传递函数和频率响应也可以。
如果该滤波器还有放大功能,要知道该滤波器的增益是多少。
当两级RC电路的电阻、电容值相等时,叫赛伦凯电路,在二阶有源电路中引入一个负反馈,目的是使输出电压在高频率段迅速下降。
二阶有源低通滤波电路的通带放大倍数为 1+Rf /R1 ,与一阶低通滤波电路相同;截止频率为:注明,m的单位为欧姆, N 的单位为 u。
所以计算得出截止频率为:●切比雪夫,迅速衰减,但通带中有纹波;●贝塞尔(椭圆),相移与频率成正比,群延时基本是恒定。
8号线攻城狮2运放在电压比较器中的应用上图是典型信号转换电路,将输入的交流信号,通过比较器LM393,将其转化为同频率的方波信号(存在反相让软件处理一下就可以),该电路在交流信号测频中广泛使用。
该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。
将输出进行(1+R292/R273)倍的放大,放大倍数越高,方波的上升边缘越陡峭。
运算放大器电路原理

运算放大器电路原理运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种极为重要的电子元器件,广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、差分输入、单端输出等特点,能够放大电压、电流和功率等信号,并提供微弱信号的放大和处理功能。
本文将介绍运算放大器的基本原理及其电路结构。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一个多元件集成电路(IC),通常由几个晶体管、电阻和电容器等元件组成。
它的核心部分是一个差分放大器,具有高增益特性。
运算放大器的输出电压与输入电压之间的关系可以通过下面的公式表示:Vout = Av (V+ - V-)其中,Vout为输出电压,Av为放大器的开环增益,V+和V-分别为非反相输入和反相输入。
二、运算放大器的电路结构运算放大器的电路图可以简化为以下几个主要部分:1.差动放大器:差动放大器是运算放大器的核心部分,它由两个输入电源、两个输入电容和两个晶体管等电路组成。
它的作用是将输入信号进行差分放大,增益高达几千倍。
2.电流镜:电流镜是一个由晶体管组成的电流源,用于提供稳定的电流输出。
它的作用是保持差动放大器的工作点稳定,使得差动放大器的输出可以线性放大。
3.级联放大器:级联放大器由多个差分放大器组成,用于提高整个运算放大器的放大倍数。
每个差分放大器都会放大之前的放大器的输出信号。
4.反馈网络:反馈网络是运算放大器的重要部分,通过它可以实现对输出信号进行控制和调整。
反馈网络可以分为正反馈和负反馈两种形式,具体的选择取决于应用的要求。
三、运算放大器的应用运算放大器在电子电路中具有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1.信号放大:运算放大器可将输入信号放大到所需的幅度,用于增强微弱信号。
2.滤波:运算放大器可以配合电容器和电阻等元件,构成滤波电路,用于滤除不需要的频率成分,提取特定频率的信号。
3.比较器:运算放大器可以作为比较器使用,用于判断输入信号的大小关系,并输出相应的逻辑电平。
运算放大器原理、设计解读

运算放大器发明至今已有数十年的历史,从最早的真空管演变为如今的集成电路,它在不同的电子产品中一直发挥着举足轻重的作用。
而现如今信息家电、手机、PDA 、网络等新兴应用的兴起更是将本次专题的主角-运算放大器推向了一个新的高度。
本次专题就来带你了解一下它吧!运放是运算放大器的简称。
在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展,如今绝大部分运放是以单片的形式存在。
现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。
- 运算放大器的发展史 -- 运算放大器的分类 -1941年:贝尔实验室的Ka rl D.Swartzel Jr.发明了真空管组成的第一个运算放大器,并取得美国专利2,401,779,命名为“Su mmin gA m p ifier ”;11952年:首次作为商业产品贩售的运算放大器是Geo r g e A. Philbrick Researches (G AP/R )公司的真空管运算放大器,型号K 2-W ;21963年:第一个以集成电路单一芯片形式制成的运算放大器是Fairchild Senmiconductors的Bob Widlar所设计的μA702,1965年经改后推出μA709;31968年:Fairchild半导体公的μA741。
迄今为止仍然在用,他是有史以来最成功的器,也是极少数最长寿的IC 一。
4通用型运放其性能指标能适合于一般性(低频以及信号变化缓慢)使用,例如741A ,L M358(双运放),L M324及场效应管为输入级的L F356.高阻型运放这类运放的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管的高输入阻抗的特点,但这类运放的输入失调电压较大。
最全最详细的运放原理应用电路

最全最详细的运放原理应用电路运放(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种非常重要的电子器件,广泛应用于电子电路设计中。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点,可以在各种电子设备中实现信号放大、滤波、比较、积分等功能。
本文将详细介绍运放的原理和应用电路。
一、运放的基本原理1.1运放的结构运放通常由差动放大器和输出放大器组成。
其中差动放大器用于将输入信号转换为差分电压,而输出放大器则将差分电压放大并输出。
1.2运放的输入输出特性运放的输入特性包括输入偏置电流、输入偏置电压、共模抑制比等。
其中输入偏置电流指的是差动输入端的电流,输入偏置电压指的是差动输入端的电压。
共模抑制比指的是当差模输入信号发生变化时,运放输出信号的变化电压与共模输入信号变化电压之比。
1.3运放的增益特性运放的增益特性包括电压增益和带宽增益积。
电压增益指的是运放的输出电压与输入电压之比,带宽增益积指的是运放的增益与带宽的乘积。
二、运放的应用电路2.1运算放大器运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是最常见的运放应用电路之一、它通常由一个差动放大器和一个输出放大器组成。
运算放大器广泛应用于电压跟随器、反馈放大器、积分器等电路中。
2.2电压跟随器电压跟随器(Voltage Follower)是一种基本的运放应用电路。
它的输入和输出电压之间没有放大倍数,但输出电压完全跟随输入电压。
电压跟随器的作用是提供电流放大和电压驱动能力,常用于电压缓冲和两个电路级之间的接口。
2.3反馈放大器反馈放大器是运放常见的应用之一,广泛用于电子设备中。
它通过将一部分输出信号反馈到输入端,从而提高整体的增益稳定性、抑制非线性失真等。
常见的反馈电路包括电压反馈、电流反馈和功率反馈等。
2.4积分器积分器是一种将输入信号连续积分的电路。
它通过将输入信号与电容器相接,使得输入信号在电容器上产生积分的效果。
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运算放大器技术合集:运放工作原理、基础及经典电路分析一、入门篇:运算放大器的工作原理、基础*运算放大器的工作原理运算放大器具有两个输入端和一个输出端,如图1-1所示,其中标有“+”号的输入端为“同相输入端”而不能叫做正端),另一只标有“一”号的输入端为“反相输入端”同样也不能叫做负端,如果先后分别从这两个输入端输入同样的信号,则在输出端会得到电压相同但极性相反的输出信号:输出端输出的信号与同相输人端的信号同相,而与反相输入端的信号反相。
运算放大器所接的电源可以是单电源的,也可以是双电源的,如图1-2所示。
运算放大器有一些非常有意思的特性,灵活应用这些特性可以获得很多独特的用途,总的来说,这些特性可以综合为两条:1、运算放大器的放大倍数为无穷大。
2、运算放大器的输入电阻为无穷大,输出电阻为零。
现在我们来简单地看看由于上面的两个特性可以得到一些什么样的结论。
首先,运算放大器的放大倍数为无穷大,所以只要它的输入端的输入电压不为零,输出端就会有与正的或负的电源一样高的输出电压本来应该是无穷高的输出电压,但受到电源电压的限制。
准确地说,如果同相输入端输入的电压比反相输入端输入的电压高,哪怕只高极小的一点,运算放大器的输出端就会输出一个与正电源电压相同的电压;反之,如果反相输入端输入的电压比同相输人端输入的电压高,运算放大器的输出端就会输出一个与负电源电压相同的电压(如果运算放大器用的是单电源,则输出电压为零)。
其次,由于放大倍数为无穷大,所以不能将运算放大器直接用来做放大器用,必须要将输出的信号反馈到反相输入端(称为负反馈)来降低它的放大倍数。
如图1-3中左图所示,R1的作用就是将输出的信号返回到运算放大器的反相输入端,由于反相输入端与输出的电压是相反的,所以会减小电路的放大倍数,是一个负反馈电路,电阻Rf也叫做负反馈电阻。
还有,由于运算放大器的输入为无穷大,所以运算放大器的输入端是没有电流输入的——它只接受电压。
同样,如果我们想象在运算放大器的同相输入端与反相输入端之间是一只无穷大的电阻,那么加在这个电阻两端的电压是不能形成电流的,没有电流,根据欧姆定律,电阻两端就不会有电压,所以我们又可以认为在运算放大器的两个输人端电压是相同的(电压在这种情况就有点像用导线将两个输入端短路,所以我们又将这种现象叫做“虚短”)。
*非常好的运算放大器基础1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么呢?(1)为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。
芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分析。
(2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,这也是其得名的原因。
2.同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么??(1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器,局部高频率放大特别厉害。
(2)防止自激。
3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果?烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。
4.在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用??是为了获得正反馈和负反馈的问题,这要看具体连接。
比如我把现在输入电压信号,输出电压信号,再在输出端取出一根线连到输入段,那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。
因为信号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。
5.运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF的作用是什么?泄放电阻,用于防止输出电压失控。
6.为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容?如果你熟悉运算放大器的内部电路的话,你会知道,不论什么运算放大器都是由几个几个晶体管或是MOS管组成。
在没有外接元件的情况下,运算放大器就是个比较器,同相端电压高的时候,会输出近似于正电压的电平,反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处,只有在外接电路的时候,构成反馈形式,才会使运放有放大,翻转等功能……7.运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果?(1)同相反相端不平衡,输入为0时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小)一个固定的数。
(2)输入偏置电流引起的误差不能被消除。
8.理想集成运算放大器的放大倍数是多少输入阻抗是多少其同相输入端和反相输入端之间的电压是多少?放大倍数是无穷大,输入阻抗是无穷小,同向输入和反向输入之间电压几乎相同(不是0哦!!!比如同向端为10V,反向端为9.999999V)9.请问,为什么理想运算放大器的开环增益为无限大?(1)实际的运放开环增益达到10万以上,非常非常大所以把实际运算放大器理的开环增益想化为无穷大,并由此导出虚地。
(2)导出虚地只是针对反相放大器而言吧。
我在书上看见:运算放大器的开环增益无穷大,可以使得我们在设计电路的时候,闭环增益可以不受开环增益的限制,而仅仅取决于外部元件。
就是牺牲大的开环增益换取闭环增益的稳定性。
(3)导出虚地是针对运放在负反馈接法时不仅仅是反相放大器;正反馈时没有虚地。
(4)很好理解假设增益很小,则,对于一个输出电压,加在运放两端的电压的差值相对较大,如果接成负反馈状态,就会带来运放两端的电压的不一致,从而引起放大的误差。
(5)运放“虚短”的实现有两个条件:1)运放的开环增益A要足够大;2)要有负反馈电路。
先谈第一点,我们知道,运放的输出电压Vo等于正相输入端电压与反相输入端电压之差Vid 乘以运放的开环增益A。
即Vo=Vid*A=(VI+-VI-)*A(1)由于在实际中运放的输出电压不会超过电源电压,是一个有限的值。
在这种情况下,如果A很大,(VI+-VI-)就必然很小;如果(VI+-VI-)小到某程度,那么我们实际上可以将其看作0,这个时候就会有VI+=VI-,即运放的同相输入端的电压与反相输入端的电压相等,好像连在一起一样,这我们称为“虚短路”。
注意它们并未真正连在一起,而且它们之间还有电阻,这一点一定要牢记。
在上面的讨论中,我们是怎样得到“虚短”的结果的呢?我们的出发点是公式(1),它是运放的特性,是没有问题的,我们可以放心。
然后,我们作了两个重要的假设,一个是运放的输出电压大小有限,这没有问题,运放输出当然不会超过电源,因此这个假设绝对成立,所以以后我们就不提了。
第二个是说运放开环增益A很大。
普通运放的A通常都达10的6、7次方甚至更高,这个假设一般没问题,但不要忘记,运放的实际开环增益还与其工作状态有关,离开了线性区,A就不一定大了,所以,这第二个假设是有条件的,我们也先记住这一点。
因此我们知道,当运放的开环增益A很大时,运放可以有“虚短”。
但这只是可能性,不是自动就实现的,随便拿一个运放说它的两个输入端是“虚短”没有人会相信。
“虚短”要在特定的电路中才能实现。
“虚短”存在的条件是:1)运放的开环增益A要足够大;2)要有负反馈电路。
明白了“虚短”得条件后我们就很容易判断什么时候能什么时候不能用“虚短”作电路分析了。
在实际上,条件(1)对绝大多数运放都是成立的,关键要看工作区域。
如果是书上的电路,通过计算判断;如果是实际电路,用仪器量运放输出电压是否合理即可知道。
与“虚短”相关的还有一种情况叫“虚地”,就是有一个输入端接地时的“虚短”,不是新情况。
有些书上说要深度负反馈条件下才能用“虚短”,我觉得这不准确,我认为这样说的潜思考是,在深度负反馈的情况下运放更可能工作在线性区。
但这不是绝对的,输入信号太大时,深度负反馈的运放照样进入饱和。
所以,应该以输出电压值判断最可靠。
10.将输入信号直接加到同相输入端,反相输入端通过电阻接地,为什么U_=U+=Ui≠0?不是虚地吗?问题补充:构成虚短要满足一定的条件。
那构成虚地也要满足一定的条件?是什么?为什么?(1)在同相放大电路中,输出通过反馈的作用,使得U(+)自动的跟踪U(-),这样U(+)-U(-)就会接近于0。
好像两端短路,所以称“虚短”。
(2)由于虚短现象和运放的输入电阻很高,因而流经运放两个输入端的电流很小,接近于0,这个现象叫“虚断”(虚断是虚短派生的,不要以为两者矛盾)(3)虚地是在反相运放电路中的,(+)端接地,(-)接输入和反馈网络。
由于虚短的存在,U(-)和U(+)[电位等于0]很接近,所以称(-)端虚假接地——“虚地”(4)关于条件:虚短是同相放大电路闭环(简单说就是有反馈)工作状态的重要特征,虚地是反相放大电路在闭环工作状态下的重要特征。
注意理解虚短的条件(如“接近相等”),应该就ok。
11.总觉得运算放大器这个模型有点蹊跷,首先就是“虚短”,因为“虚短”,当运算放大器接成同相放大器时,两输入端的电位是相同的,这时如果测量输入端的波形,将是同样的,这就好比是共模信号,其实,在两输入端上还是有微小的差模信号,只是一般仪器测不出来,可是,这样一来,由于“虚短”就人为(因为虚短是深度负反馈的结果,是人为的)的增大了两输入端的共模信号,这样就对运算放大器的性能构成挑战。
为什么运算放大器要这么使用?(1)同相放大器的共模信号比反相放大器大得多对共模抑制比要求高。
(2)我对“同、反相两种放大器的共模信号抑制能力”的看法运放共模信号抑制比的优劣(db 值)主要取决于运放内部(仅仅是内部)差动放大器的对称程度及增益。
这很明显,没有任何运放提供其共模抑制比的同时,附加了外部电路的结构条件。
对于单端输入,无论是同相还是反相,其等效共模值均是输入值的一半。
但因同相放大的输入阻抗通常大于反相放大,其抗干扰的能力当然差些。
如前述,反相输入时,反相端电压几乎为零,所以差分对管集电极电压只有一管变化。
同相输入时,反相端的电压和同相端电压相等,故共模电压和输入电压等值!也就是说所以差分对管集电极电压除了有两管有同时朝不同方向变化的部分外还有朝同方向变化的量,这就是共模输出电压。
它和其中某一管的电压是同相相加的。
因此容易导致该管趋于饱和(或者截止),所幸共模电压的放大只是差模放大倍数的数万分之一。
上面所述,并不说明该放大器的差模输入和共模输入的共模抑制抑制比不同!应该是同相输入会附加一个与输入量等值的共模信号!因此对于输入信号较大时要慎用同相放大模式。
12为什么运放一般要反比例放大?反相输入法与同相输入法的重大区别是:反相输入法,由于在同相端接一个平衡电阻到地,而在这个电阻上是没有电流的(因为运算放大器的输入电阻极大),所以这个同相端就近似等于地电位,称为“虚地”,而反相端与同相端的电位是极接近的,所以,在反相端也存在“虚地”。