Operational amplifier circuit: in-phase amplification or inverse amplification?
Time:2022-01-28
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性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。
一、反相放大器
圖一運(yùn)放的同向端接地=0V，反向端和同向端虛短，所以也是0V，反向輸入端輸入電阻很高，虛斷，幾乎沒有電流注入和流出，那么R1和R2相當(dāng)于是串聯(lián)的，流過一個(gè)串聯(lián)電路中的每一只組件的電流是相同的，即流過R1的電流和流過R2的電流是相同的。
流過R1的電流：I1=(Vi-V-)/R1………a
流過R2的電流：I2=(V--Vout)/R2……b
V-=V+=0………………c
I1=I2……………………d
求解上面的初中代數(shù)方程得：Vout=(-R2/R1)*Vi
以上就是傳說中的反相放大器的輸入輸出關(guān)系式了。
二、同相放大器
圖二中Vi與V-虛短，則Vi=V-……a
因?yàn)樘摂?，反向輸入端沒有電流輸入輸出，通過R1和R2的電流相等，設(shè)此電流為I，由歐姆定律得：I=Vout/(R1+R2)……b
Vi等于R2上的分壓，即：Vi=I*R2……c
由abc式得：Vout=Vi*(R1+R2)/R2
以上就是傳說中的同相放大器的公式了。
三、選擇同相放大器還是反相放大器
運(yùn)算放大器可以接成同相放大也可以接成反相放大，那使用同相放大好還是反相放大好呢？我們先來看同相放大和反相放大的區(qū)別：
1、同相放大器特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：輸入阻抗和運(yùn)放的輸入阻抗相等，接近無窮大。
缺點(diǎn)：放大電路沒有虛地，因此有較大的共模電壓，抗干擾能力相對(duì)較差，使用時(shí)要求運(yùn)放有較高的共模抑制比；另一個(gè)小缺點(diǎn)就是放大倍數(shù)只能大于1。
2、反相放大器特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：兩個(gè)輸入端電位始終近似為零（同相端接地，反相端虛地），只有差模信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。
缺點(diǎn)：輸入阻抗很小，等于信號(hào)到輸入端的串聯(lián)電阻的阻值。
3、對(duì)比同相放大器和反相放大器
另外就是二者的增益計(jì)算公式不同，相位相反。由此可見，對(duì)比它們要在以下幾個(gè)方面：輸入輸出阻抗，共模的抗干擾。
同相放大器的輸入阻抗和運(yùn)放的輸入阻抗相等，接近無窮大，同相放大器的輸入電阻取值大小不影響輸入阻抗；而反相放大器的輸入阻抗等于信號(hào)到輸入端的串聯(lián)電阻的阻值。因此當(dāng)要求輸入阻抗很高的時(shí)候就應(yīng)選擇同相放大器。
◆ 同相放大器的輸入信號(hào)范圍受運(yùn)放的共模輸入電壓范圍的限制，反相放大器則無此限制。因此如果要求輸入阻抗不高且相位無要求時(shí)，首選反相放大，因?yàn)榉聪喾糯笾淮嬖诓钅Ｐ盘?hào)，抗干擾能力強(qiáng)，可以得到更大的輸入信號(hào)范圍。
◆ 在設(shè)計(jì)中要求放大倍數(shù)相同的情況下盡量選擇數(shù)值小的電阻配合，這樣可以減小輸入偏置電流的影響和分布電容的影響。如果很計(jì)較功耗，則要在電阻數(shù)值方面折中。
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