目錄
- 前言
- 一、反相比例運算電路
- 1.一般反相比例運算電路
- 2.T形反饋網路反相比例運算電路
- 二、同相比例運算電路
- 1.一般同相比例運算電路
- 2.分壓同相比例運算電路
- 3.電壓跟隨器
- 結語
前言
本文將分析同相比例運算電路和反相比例運算電路，運算電路基于通用型集成運放，本文從輸入電阻、放大倍數、對稱性、功能性等方面分析，
以下是本篇文章的正文內容
一、反相比例運算電路
1.一般反相比例運算電路
反相比例運算電路在比例運算電路中比較常用，一般的電路如下圖所示，
根據集成運放虛短和虛斷的特點
u
n
=
u
p
=
0
,
i
n
=
i
p
=
0
un = up = 0, in = ip = 0
un=up=0,in=ip=0
u
i
?
0
R
\frac {ui-0}{R}
Rui?0? =
0
?
u
o
R
f
\frac {0-uo}{Rf}
Rf0?uo?
即，
u
o
=
?
R
f
R
u
i
uo = -\frac {Rf}{R}ui
uo=?RRf?ui
由于
u
n
un
un是虛地點，所以輸入電阻是R，
集成運放輸入級是雙端輸入的差分放大電路，當
u
i
ui
ui為0時，反饋網路等效電阻為
R
R
R //
R
f
Rf
Rf
為了保證對稱性，
R
′
R'
R′ =
R
R
R //
R
f
Rf
Rf
2.T形反饋網路反相比例運算電路
如果要求輸入電阻為100K，放大倍數為-100倍，根據公式
R
f
Rf
Rf應為1M，這么大的電阻在反饋網路中會引入噪聲從而影響輸出波形，增大放大倍數有兩種方法，增大反饋電阻或者增大反饋電流，如果需要1M以上反饋電阻，最好是增大反饋電流，
如下圖所示的T形反饋網路，
i
1
=
i
2
i1 = i2
i1=i2，
R
i
?
0
R
1
\frac {Ri-0}{R1}
R1Ri?0? =
0
?
u
m
R
2
\frac {0-um}{R2}
R20?um? ，所以
u
m
=
?
R
2
R
1
u
i
um = -\frac {R2}{R1}ui
um=?R1R2?ui
i
3
=
?
u
m
R
3
i3 = -\frac {um}{R3}
i3=?R3um?
u
o
=
u
m
?
(
i
3
+
i
4
)
R
4
uo = um - (i3+i4)R4
uo=um?(i3+i4)R4
化簡得，
u
o
=
?
R
2
+
R
4
R
1
(
1
+
R
2
/
/
R
4
R
3
)
u
i
uo = -\frac {R2+R4}{R1}(1+\frac{R2//R4}{R3})ui
uo=?R1R2+R4?(1+R3R2//R4?)ui
由于輸出是反相，所以 i 3 i3 i3方向是從下往上，即 i f if if增加了 i 3 i3 i3，同樣為了保證對稱性， R 5 R5 R5應等于反向端等效電阻，
二、同相比例運算電路
1.一般同相比例運算電路
如下圖所示，
根據虛短虛斷，
u
n
=
u
p
=
u
i
un=up=ui
un=up=ui，
i
n
=
i
p
=
0
in=ip=0
in=ip=0
0
?
u
i
R
\frac {0-ui}{R}
R0?ui? =
u
i
?
u
o
R
f
\frac {ui-uo}{Rf}
Rfui?uo?
所以，
u
o
=
(
1
+
R
f
R
)
u
i
uo=(1+\frac{Rf}{R})ui
uo=(1+RRf?)ui
測量輸入電阻時包含集成運放，所以理想輸入電阻無窮大，
為了保證對稱性，
R
′
R'
R′ =
R
R
R //
R
f
Rf
Rf
由于
u
n
=
u
p
=
u
i
un=up=ui
un=up=ui，即存在共模信號，所以集成運放需要有較好的共模抑制比，
2.分壓同相比例運算電路
一般的同相比例運算電路，
u
o
=
(
1
+
R
f
R
)
u
i
uo=(1+\frac{Rf}{R})ui
uo=(1+RRf?)ui，如果要縮小
u
i
ui
ui，根據公式無法實作，此時需要從輸入端進行分壓，如下圖所示，
u
n
=
u
p
=
R
2
R
2
+
R
u
i
un=up=\frac{R2}{R2+R}ui
un=up=R2+RR2?ui
為保證對稱性，
R
=
R
1
R=R1
R=R1，
R
2
=
R
f
R2=Rf
R2=Rf，所以
u
n
=
u
p
=
R
f
R
f
+
R
1
u
i
un=up=\frac{Rf}{Rf+R1}ui
un=up=Rf+R1Rf?ui
u
o
=
(
1
+
R
f
R
1
)
u
n
=
(
R
f
+
R
1
R
1
)
u
n
uo=(1+\frac{Rf}{R1})un=(\frac{Rf+R1}{R1})un
uo=(1+R1Rf?)un=(R1Rf+R1?)un
u
o
=
R
f
R
1
u
i
uo=\frac{Rf}{R1}ui
uo=R1Rf?ui
這時改變阻值就有能使uo<ui
3.電壓跟隨器
電壓跟隨器是一種特殊的同相比例運算電路，如下圖所示，
此時
u
n
=
u
p
=
u
i
=
u
o
un=up=ui=uo
un=up=ui=uo
輸入電阻無窮大，F=1
左邊的圖為什么加了電阻R呢？原因是當信號源有內阻時，在反饋通路加上相同的電阻可以增加電壓跟隨的精度，
結語
那么以上就是本篇文章的所有內容了，
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