运放是运算放大器的简称,电路中我们也经常会使用到运放,运放的主要功能就是放大,理论上理想运放的放大倍数为无穷大。运放的种类也分为很多种,比如我们常用的普通运放LM324,精密运放OP07,高输入阻抗运放TH082,低温漂运放,高带宽运放等等。
【资料图】
一般运放为双电源供电,包含两个输入端和一个输出端口,输入端称为同向输入端(V+)和反向输入端(V-)。
要想了解运放,必须要了解运放的虚短虚断。虚短是指运放的输入端V+和V-可视为电压差很小,即近似相等:V _ = V + ,由于并没有实际的物理连接,故我们称其为虚短(以区别物理连接的短路),若其中一端接地,则另一端在必要时,可认为虚地。虚断则是由于运放是高阻抗器件,并且两个输入端电压差很小,可以认为两个输入端向运放内部流动的电流数值为0,即I + = 0,I _ = 0 ,直观感觉是两个端口之间像断开的,故称为虚断。在电路分析中,根据情形使用这两个概念可以很方便的分析出电路的增益,输入输出阻抗等信息。
根据虚短虚断,我们可以使用运放搭建几种常用的放大电路。
反向比例运算放大电路:
根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析:
(Vin-V-)/R2=(V--Vout)/R3;V-=0V;得到Vout=-R3/R2;
同向比例运算放大电路:
根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析:
(0-Vin)/R2=(Vin-Vout)/R3;得到:Vout=(1+R3/R2)*Vin;
差分放大电路:
根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析:
该放大电路的传递函数为:
Vout=(R4/(R3+R4))*((R1+R2)/R1)*V1-R2/R1*V2;
若R1=R3;R2=R4;则上式可以简化为:
Vout=(R2/R1)(V1-V2);
加法电路:
根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析:
(V1-0)/R1+(V2-0)/R2=(0-Vout)/R3; 得到:Vout/R3=-(V1/R1+V2/R2)
在R1=R2=R3的情况下:Vout=V1+V2;
审核编辑:汤梓红
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