運算是類比電路中十分重要的元件,它能組成放大、加法、減法、轉換等各種電路,如何能更快更正確的分析運放電路,其實是不難的。那就是運用運放的“虛短”和“虛斷”來分析電路,然後應用歐姆定律等電流電壓關係,即可得輸入輸出的放大關係等。
1關於虛短和虛斷由於運放的電壓放大倍數很大,一般通用型運算放大器的開環電壓放大倍數都在80 dB以上。而運放的輸出電壓是有限的,一般在 10 V~14 V。因此運放的差模輸入電壓不足1 mV,兩輸入端近似等電位,相當於 “短路”。
2示例分析。如圖,是常見的反相比例運算放大電路,下面用虛短和虛斷的方法來分析電路。
3在反相放大電路中,訊號電壓透過電阻R1加至運放的反相輸入端,輸出電壓vo透過反饋電阻Rf反饋到運放的反相輸入端,構成電壓並聯負反饋放大電路。運放的同相端接地=0V,反相端和同相端虛短,所以也是0V,反相輸入端輸入電阻很高,虛斷,幾乎沒有電流注入和流出,那麼R1和Rf相當於是串聯的,流過一個串聯電路中的每一隻元件的電流是相同的,即流過R1的電流和流過Rf的電流是相同的。
4在分析電路的過程中,暫時不用管運放的其他特性,就根據虛短和虛斷的特性來分析。當然,若運放不工作在放大區時,不滿足虛短和虛斷髮條件,不能使用此種方法來分析。如比較器。
5如下圖,是運放實現的加法器,用虛短和虛斷的方法來分析此電路。由於電路存在虛短,運放的淨輸入電壓vI=0,反相端為虛地。vI=0。
運算是類比電路中十分重要的元件,它能組成放大、加法、減法、轉換等各種電路,如何能更快更正確的分析運放電路,其實是不難的。那就是運用運放的“虛短”和“虛斷”來分析電路,然後應用歐姆定律等電流電壓關係,即可得輸入輸出的放大關係等。
1關於虛短和虛斷由於運放的電壓放大倍數很大,一般通用型運算放大器的開環電壓放大倍數都在80 dB以上。而運放的輸出電壓是有限的,一般在 10 V~14 V。因此運放的差模輸入電壓不足1 mV,兩輸入端近似等電位,相當於 “短路”。
2示例分析。如圖,是常見的反相比例運算放大電路,下面用虛短和虛斷的方法來分析電路。
3在反相放大電路中,訊號電壓透過電阻R1加至運放的反相輸入端,輸出電壓vo透過反饋電阻Rf反饋到運放的反相輸入端,構成電壓並聯負反饋放大電路。運放的同相端接地=0V,反相端和同相端虛短,所以也是0V,反相輸入端輸入電阻很高,虛斷,幾乎沒有電流注入和流出,那麼R1和Rf相當於是串聯的,流過一個串聯電路中的每一隻元件的電流是相同的,即流過R1的電流和流過Rf的電流是相同的。
4在分析電路的過程中,暫時不用管運放的其他特性,就根據虛短和虛斷的特性來分析。當然,若運放不工作在放大區時,不滿足虛短和虛斷髮條件,不能使用此種方法來分析。如比較器。
5如下圖,是運放實現的加法器,用虛短和虛斷的方法來分析此電路。由於電路存在虛短,運放的淨輸入電壓vI=0,反相端為虛地。vI=0。