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一文解析同向運算放大器

冬至子 ? 來源:硬件工程師Jack ? 作者:硬件工程師Jack ? 2023-05-18 16:49 ? 次閱讀

在反向運算放大器中,我們得到的輸出電壓是與輸入反向的。

而在同向運算放大器中,輸入信號加到了+端,意味著增益也為正。

同相運算放大器的反饋控制是通過將一小部分輸出電壓信號通過R? – R1分壓網絡應用回反相 ( - ) 輸入端,再次產生負反饋來實現的。這種閉環配置產生一個正相放大器電路,具有非常好的穩定性、非常高的輸入阻抗Rin接近無窮大,因為沒有電流流入正輸入端子低輸出阻抗Rout ,如上圖所示。

等效電位分壓網絡

把上面的圖轉換一下可以得到這個等效的分壓圖。目的就是用來計算閉環電壓增益。

同向運算放大器增益

理想等電位: V1=Vin

電壓的增益:Vout/Vin

那么我們就得到了同向運算放大器的增益為:1+Rf/R2

再對比一下反向運算放大器的增益 Gain(av)=Vout/Vin=**-Rf/Rin**

忘記的可以看看: 硬件工程師jack:反向運算放大器

電壓跟隨器

其實電壓跟隨器就是想要讓輸出輸入一樣。那么從同向運算放大器的增益公式入手:

**1+Rf/R2 , **如果Rf/R2無限接近于0那么就可以完成輸出對輸入的跟隨。

如果我們使反饋 電阻器R?等于零 ,(R? = 0), 電阻器R2等于無窮大 ,(R2 = ∞),那么得到的電路將具有固定增益“1”(單位)

由于輸入信號直接連接到放大器的非反相輸入端,因此輸出信號不會反相,從而導致輸出電壓等于輸入電壓,因此Vout = Vin。由于其輸入到輸出隔離特性,這使得電壓跟隨器電路成為理想的恒壓源或穩壓器。

同相運算放大器電壓跟隨器

在這種同相電路配置中,輸入阻抗Rin增加到無窮大,反饋阻抗R?減小到零。輸出直接連接回負反相輸入,因此反饋為 100%,Vin恰好等于Vout,為其提供固定增益1或 1。當輸入電壓Vin施加到非反相輸入時,放大器的電壓增益因此給出為:

由于 輸入阻抗極高 ,電壓跟隨器可用于提供 大功率增益 ,因為額外功率來自運算放大器電源軌并通過運算放大器輸出到負載,而不是直接從輸入。

應用案例

左側的358組成了電壓跟隨器電路,引腳3上的電壓就是輸出電壓。接著再作為右側的同向運算放大電路的輸入。最終在7腳上輸出了一個放大100倍的電壓。

三極管放大和運算放大器放大

以下是關于三極管放大電路和運放放大電路的區別的簡要總結表格:

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