資料介紹
從虛斷,虛短分析基本運(yùn)放電路
運(yùn)算放大器組成的電路五花八門,令人眼花瞭亂,是模擬電路中學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。在分析它的工作原理時(shí)倘沒(méi)有抓住核心,往往令人頭大。為此本人特搜羅天下運(yùn)放電路之應(yīng)用,來(lái)個(gè)“庖丁解?!?,希望各位看完后有所斬獲。
遍觀所有模擬電子技朮的書(shū)籍和課程,在介紹運(yùn)算放大器電路的時(shí)候,無(wú)非是先給電路來(lái)個(gè)定性,比如這是一個(gè)同向放大器,然后去推導(dǎo)它的輸出與輸入的關(guān)系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一個(gè)反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后學(xué)生往往得出這樣一個(gè)印象:記住公式就可以了!如果我們將電路稍稍變換一下,他們就找不著北了!
今天,教各位戰(zhàn)無(wú)不勝的兩招,這兩招在所有運(yùn)放電路的教材里都寫得明白,就是“虛短”和“虛斷”,不過(guò)要把它運(yùn)用得出神入化,就要有較深厚的功底了。
虛短和虛斷的概念
由于運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)很大,一般通用型運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)都在80dB以上。而運(yùn)放的輸出電壓是有限的,一般在10V~14V。因此運(yùn)放的差模輸入電壓不足1mV,兩輸入端近似等電位,相當(dāng)于“短路”。開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)越大,兩輸入端的電位越接近相等。
“虛短”是指在分析運(yùn)算放大器處于線性狀態(tài)時(shí),可把兩輸入端視為等電位,這一特性稱為虛假短路,簡(jiǎn)稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。
由于運(yùn)放的差模輸入電阻很大,一般通用型運(yùn)算放大器的輸入電阻都在1MΩ以上。因此流入運(yùn)放輸入端的電流往往不足1uA,遠(yuǎn)小于輸入端外電路的電流。故通??砂堰\(yùn)放的兩輸入端視為開(kāi)路,且輸入電阻越大,兩輸入端越接近開(kāi)路?!疤摂唷笔侵冈诜治鲞\(yùn)放處于線性狀態(tài)時(shí),可以把兩輸入端視為等效開(kāi)路,這一特性稱為虛假開(kāi)路,簡(jiǎn)稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路。
在分析運(yùn)放電路工作原理時(shí),首先請(qǐng)各位暫時(shí)忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、減法器,什么差動(dòng)輸入……暫時(shí)忘掉那些輸入輸出關(guān)系的公式……這些東東只會(huì)干擾你,讓你更糊涂﹔也請(qǐng)各位暫時(shí)不要理會(huì)輸入偏置電流、共模抑制比、失調(diào)電壓等電路參數(shù),這是設(shè)計(jì)者要考慮的事情。我們理解的就是理想放大器(其實(shí)在維修中和大多數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中,把實(shí)際放大器當(dāng)做理想放大器來(lái)分析也不會(huì)有問(wèn)題)。
好了,讓我們抓過(guò)兩把“板斧”------“虛短”和“虛斷”,開(kāi)始“庖丁解?!绷?。
1)反向放大器:
圖1
圖一運(yùn)放的同向端接地=0V,反向端和同向端虛短,所以也是0V,反向輸入端輸入電阻很高,虛斷,幾乎沒(méi)有電流注入和流出,那么R1和R2相當(dāng)于是串聯(lián)的,流過(guò)一個(gè)串聯(lián)電路中的每一只組件的電流是相同的,即流過(guò)R1的電流和流過(guò)R2的電流是相同的。
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