反向運(yùn)算放大器講解

在運(yùn)算放大器基礎(chǔ)知識(shí)中，我們了解到運(yùn)算放大器的 開(kāi)環(huán)增益 (AVO ) 可能非常高，高達(dá) 1,000,000 (120dB) 或更高。

然而，這種非常高的增益對(duì)我們沒(méi)有實(shí)際用處，因?yàn)樗?a href="http://www.ttokpm.com/tags/放大器/" target="_blank">放大器既不穩(wěn)定又難以控制，因?yàn)檩斎?a target="_blank">信號(hào)是最小的，僅幾微伏 (μV) 就足以使輸出電壓達(dá)到飽和并向一個(gè)或另一個(gè)電壓電源軌擺動(dòng)，從而 失去對(duì)輸出的完全控制 。

所以在實(shí)際應(yīng)用中，除了個(gè)別應(yīng)用，類(lèi)似電壓跟隨器。不需要加反饋電阻，大部分的應(yīng)用都需要反饋電阻。

電壓跟隨器

對(duì)于反向運(yùn)放，我們都會(huì)有一個(gè)電阻從輸出端接到輸入端，功能就是 降低整體的增益 ，使得放大器更穩(wěn)定一些。

閉環(huán)增益

是指在反饋電路中，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的比值。在一個(gè)典型的反饋放大器電路中， 一部分輸出信號(hào)被饋回輸入端口，這就形成了一個(gè)反饋回路 。反饋回路中的信號(hào)與輸入信號(hào)相加，然后輸入到放大器的輸入端口。通過(guò)反饋回路中的信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，可以控制放大器的增益和頻率響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)的精確控制。

反向運(yùn)放的配置

反向放大器

在此反相放大器電路中，運(yùn)算放大器與反饋相連以產(chǎn)生閉環(huán)操作。在處理運(yùn)算放大器時(shí)，要記住反相放大器的兩個(gè)非常重要的規(guī)則，它們是：“沒(méi)有電流流入輸入端” （虛斷） 和“-“的電壓 始終等于 “+”處的電壓。 （虛短） 然而，在現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)算放大器電路中，這兩個(gè)規(guī)則都被稍微打破了。

閉環(huán)增益推導(dǎo)

這都沒(méi)啥說(shuō)的，記住結(jié)論或許更重要：

Gain（av）=Vout/Vin=-Rf/Rin

就是說(shuō)反向放大器的增益是由反饋電阻Rf和輸入電阻Rin共同決定的。 而不再是一個(gè)很大的增益。

注意事項(xiàng)

1. 滿(mǎn)足運(yùn)算放大器的工作要求：在使用反向放大器電路時(shí)，需要確保運(yùn)算放大器的工作電源電壓和工作溫度范圍符合規(guī)定要求，以保證電路穩(wěn)定工作。
2. 選擇 合適的反饋電阻 ：反向放大器電路中的反饋電阻決定了電路的放大倍數(shù)，因此需要根據(jù)具體應(yīng)用要求選擇合適的電阻值。
3. 防止電路失穩(wěn)：在選擇反饋電阻時(shí)，需要考慮電路的穩(wěn)定性問(wèn)題。如果反饋電阻太大或太小，可能會(huì)導(dǎo)致電路失穩(wěn)，出現(xiàn)振蕩等問(wèn)題。為了避免這種情況的發(fā)生，需要進(jìn)行 電路仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 。
4. 處理輸入信號(hào)的偏移電壓：運(yùn)算放大器具有輸入偏移電壓，可能會(huì)導(dǎo)致輸出信號(hào)存在偏移。為了避免這種情況的發(fā)生，需要進(jìn)行電路校準(zhǔn)或者使用帶有輸入偏移電壓補(bǔ)償的運(yùn)算放大器。
5. 處理輸出信號(hào)的截止問(wèn)題：反向放大器電路中，反饋電阻和輸入電阻組成了一個(gè)高通濾波器，可能會(huì)導(dǎo)致低頻信號(hào)被截止。為了避免這種情況的發(fā)生，可以使用低通濾波器或者加入一個(gè)電容以提高低頻響應(yīng)。