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運(yùn)算放大器基礎(chǔ)知識

 福龍云天 2015-04-29

由于一般運(yùn)放電路均為深度負(fù)反饋電路,所以我們先來看負(fù)反饋電路。

以下為負(fù)反饋電路的基本框圖:箭頭表示傳輸方向,由輸入端到輸出端稱為正向傳輸,由輸出端到輸入端稱為反向傳輸。

在實(shí)際電路中,輸出信號Xo經(jīng)由基本放大電的內(nèi)部反饋產(chǎn)生的反向傳輸作用很微弱,可以略去。所以可以認(rèn)為基本放大電路只將凈輸入信號Xid正向傳輸?shù)捷敵龆?。同樣在?shí)際的反饋電路中,輸入信號Xi通過反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的正向傳輸作用也很微弱,也可以略去,這樣可以認(rèn)為反饋網(wǎng)絡(luò)只將輸出信號Xo反向傳輸?shù)捷斎攵恕?/p>

由上圖可得,基本放大電路的放大倍數(shù)(也稱開環(huán)增益)為:

反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為:

反饋放大電路的放大倍數(shù)(也稱閉環(huán)增益)用Af表示,為:

反饋放大電路的放大倍數(shù)(也稱閉環(huán)增益)用Af表示,為:

由上列關(guān)系可得:

式中1+AF稱為反饋深度,AF稱為環(huán)路放大倍數(shù)(也稱環(huán)路增益),并可以得出:

由式也可以知道,負(fù)反饋的反饋深度1+AF>1,當(dāng)1+AF>>1是,這時稱為深度負(fù)反饋。此時有如下物性:

在深度負(fù)反饋電路中,閉環(huán)放大倍數(shù)由反饋網(wǎng)絡(luò)決定;反饋信號Xf近似等于輸入信號Xi;凈輸入信號Xid近似為0。這是深度負(fù)反饋的重要特點(diǎn)。

下面為運(yùn)放電路,信號由UI輸入,RF和R1為反饋網(wǎng),反饋信號取自R1兩端,由上面的特性,可知:i1≈if,所以

i-≈0,由于運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很大,我們假設(shè)A=106倍,UO=(U+ - U-)×A,U+ -

U-=UO/A,由于UO/A非常小,所以U+ - U-≈0,也即U+≈U-。

由于運(yùn)放兩輸入端的輸入電阻一樣,并且U+≈U-,所以i-≈i+≈0,因?yàn)閕+≈0,所在R2兩端的電壓約為0,也就是Ui≈U+.

這樣就得了一系結(jié)論:U+≈U-≈Ui;i1≈if;i+≈i-;

 

根據(jù)深度負(fù)反饋電路的上述特點(diǎn),可得:

(1)端點(diǎn)于U+≈U-≈Ui,即輸入端與反饋端電位近似相等,也就是兩輸入端似乎短路,但卻沒有真正的短路,稱為“虛短”

(2)由于i+≈i-≈0,即兩輸入端的電流近似為0,也就是兩輸入端似乎開路,但卻沒有真正的開路,稱為“虛斷”。

由運(yùn)放可以組成:同相比例放大,反向比例放大,加法運(yùn)算,減法運(yùn)算,微分,積分,恒壓,恒流等電路,都圍繞這兩條結(jié)論展開。

(轉(zhuǎn)自中國電子制作網(wǎng)站)

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