4.1.2 同相比例运算电路

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基本运算放大电路(二) 同相比例运算电路 它位于教材的4.1.2节 共射放大电路是反相放大,射随电路是同相放大 但两者的差别绝不仅仅在极性上 类似的道理 运放构成的反相比例运算电路 和同相比例运算电路的特性也大不相同 如图所示为同相比例运算电路 注意输入端加载在的是同相端 由于虚断原理,电阻 R2 上是没有电流流过的 所以 UP 是等于 UI 的 再根据虚短原理,UP=UN=UI 我们可以列基尔霍夫电流定律,得出方程 也就是说 RF 上的电流等于 UO 减去 UN 除以 RF 而 R1 上的电流等于 UN 减去0除以 R1 而 UN 呢是等于 UI 的,化简之后 我们将得到输入输出的关系,这就是同相比例 电阻 R2 和负载电阻 RL 的取值对放大倍数没有影响 我们把实际参数 代入方程可以算出来 UO 等于6倍的 UI 这表达式当中,并没有 R2 和负载电阻 RL 如同反相比例运算电路,实际上的 R2 的取值 最好呢是等于 R1 与 RF 的并联 这样呢,对于运放来说 同相端和反相端往外看的阻抗才是对称的 所以呢 R2 的取值等于 R1 并联 RF 同相比例运算电路TINA 仿真,我们可以看到 是一个非常漂亮的6倍的同相放大 那我们用实际器件 UA741 看一下 跟理想器件仿真结果完全一样 同相比例运算电路的优缺点 对于运放来说,两个输入端的电压不再是0 所以呢 是有共模信号输入的,这是缺点 共模输入信号等于多少呢 用 UN+UP 除以2等于 UI 所以输入信号 UI 就是它的共模输入信号 对于信号源 VG1 来说 所接负载的阻抗是∞不是 R2 ,这是优点 信号源 加载在同相端 它的输入阻抗实际上呢是无穷,这是优点 同相比例放大构成的缓冲器,对于高内阻信号 使用同相比例运算电路将是明智的选择 如图所示的1倍同相比例运算电路,就是缓冲器 功能类似于三极管当中的射随电路 我们看到输入输出波形就是一个完美的1倍 增益小于1的同相比例运算电路 根据公式 同相放大电路的放大倍数总是大于等于1的 如何获得小于1的放大倍数呢 如图所示,通常的解决方案 是利用电阻 R2 和 R3 将输入电压分压 然后再输入运放的同相端 由于同相端输入端虚断 所以 R2 和 R3 的分压可以精确 电阻分压网络缩小10倍,这里面 R2 和 R3 进行一个串联分压取 R3 上的电压 也就是1/10,所以呢 UP 呢将等于1/10的 UI 同相比例运算放大电路呢它放大两倍 所以总体效果呢就是缩小五倍了 好,图示为1/5同相比例放大电路的瞬时现象仿真 那我们可以看到,仿真结果和我们的理论值是相符的 实现了一个同相比例的缩小关系 好,本课小结 同相比例放大电路原理 实际上是在同相端加入输入信号 根据虚短和虚断,我们将列出表达式 得到同相比例的增益关系 单位增益的缓冲器电路在同相比例的基础上 我们把 RF 短路处理,把 R1 呢开路处理 将会得到增益为1的缓冲器电路 增益小于1的同相比例放大电路 实际上就是在输入端加一个电阻分压网络就可以了 好了,这节课就到这里
课程介绍 共计80课时,9小时48分45秒

电子电路基础知识讲座

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本系列课程目前共有80讲,由青岛大学和TI德州仪器联合推出,傅强老师主讲。从模拟及电源出发,系统系列地讲解了电路设计上的基础知识,从多方面多角度给学员提供了全面学习的机会,也是工程师快速查找相关基础知识的便捷手段。
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讲师

讲师: 傅强老师

讲师:青岛大学南开大学博士学历。主讲本科的模电和数电课程,以及研究生的电子电力等课程。指导国家级大学生创新创业训练项目,大学生电子设计竞赛, 和企业横向课题等等。

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