大家好,天天来为大家解答以上问题。集成运放的应用电路都可以运用虚短虚断来分析,如何用”虚短“和”虚断“分析运放电路很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
1、 论虚拟短路和虚拟中断
2、 因为运放的电压放大倍数很大,所以通用运放的开环电压放大倍数在80dB以上。然而,运算放大器的输出电压是有限的,一般在10V到14V之间。所以运算放大器的差模输入电压小于1mV,两个输入端近似等电位,相当于“短路”。开环电压的放大系数越大,两个输入端的电位越接近相等。“虚短路”是指当运算放大器处于线性状态时,两个输入端可视为等电位。这种特性被称为虚拟短路,或简称为虚拟短路。显然,两个输入端不可能真正短路。因为运算放大器的差模输入电阻很大,通用运算放大器的输入电阻在1m以上。所以流入运算放大器输入端的电流往往小于1uA,远小于输入端外电路的电流。因此,运算放大器的两个输入端通常可以视为开路,输入电阻越大,两个输入端越接近开路。“虚断”是指当运算放大器处于线性状态时,两个输入端可视为等效开路。这种特性被称为假断路,简称虚断。显然,两个输入端不可能真的断开。
3、 实例分析。如图,是常见的反比例运算放大器电路。通过虚拟短路和虚拟断路对电路进行分析。
4、 在反相放大器电路中,信号电压通过电阻R1施加到运算放大器的反相输入端,输出电压vo通过反馈电阻Rf反馈到运算放大器的反相输入端,从而形成电压并联负反馈放大器电路。
5、 运算放大器的同相端接地=0V,反相端和同相端虚短,所以也是0V。反相输入端的输入电阻很高,几乎没有电流注入和流出。那么R1和射频就相当于串联,串联电路中每个元件流过的电流是一样的,也就是流过R1和射频的电流是一样的。
6、 根据欧姆定律:
7、 is=(Vs-V-)/R1……a
8、 If=(V - Vo)/Rf……b
9、 V-=V=0……c
10、 Is=If
11、 求解后可能的Vo==(-Rf/R1)*Vi
12、 在分析电路的过程中,暂时忽略运算放大器的其他特性,以虚短虚断特性为基础进行分析。当然,如果运放不在放大区工作,不满足虚短虚断的条件,这种方法是不能用来分析的。例如比较器。
13、 下图显示了由运算放大器实现的加法器。通过虚拟短路和虚拟断路对电路进行分析。
14、 因为虚短路,运算放大器的净输入电压vI=0为0,反相端为虚地。
15、 vI=0,vN=0 a
16、 反相端子iI的输入电流=0,通过R2和R1的电流之和等于通过Rf的电流,so(VS1V-)/R1(VS2V-)/R2=(V-VO)/Rf
17、 如果R1=R2=R3,-Vout=Vs1 Vs可以通过A和b两个公式得到
18、 公式中的负号是由反相输入引起的,如果连接另一个反相电路,负号可以消除。
19、 短路是指运算放大器正输入端和负输入端的电压相等,近似短路;虚断是指流入正负输入端的电流为0。只要掌握了这一点,运用欧姆定律就可以很容易地分析同相比例放大电路、反比例放大电路等常见的运算放大器电路。
本文到此结束,希望对大家有所帮助。
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