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- 4.1.2 同相比例运算电路
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好
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
好
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
同相比例运算电路的 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,通常的解决方案呢
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
同相比例放大电路的原理呢
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
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