运算放大器增益计算虚短虚断简单易懂的分析方法

Mr.zhuMr.zhu2025-04-27 09:38:44来源:优站库 (www.uzkoo.com)阅读:82

一、基本概念介绍

虚短、虚断是模拟电路中理想集成运放的两个重要概念。由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在10V~14V。因此运放的差模输入电压不足1mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。

虚短

虚短指在理想情况下,两个输入端的电位相等,就好像两个输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。集成运放的线性应用时,可近似地认为uN-uP=0,uN=uP时,即反相与同相输入端之间相当于短路,故称虚假短路,简称“虚短”。

“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。

虚断

虚断指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端电流为零。这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大,就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开路,称为“虚断”。当两个输入端的输入电流为零,即iN=iP=0时,可认为反相与同相输入端之间相当于断路,称为虚假断路,简称“虚断”。

由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。

二、一个运放增益分析的案例

接下来通过一个反向放大器增益计算的案例,详细介绍虚短虚断的使用和分析方法。

2.1 虚断分析

如图 2,由于反向输入端输入电阻很高,几乎没有电流的输入和输出,所以虚断分析简单地说就是假设将运算放大器的两个输入端断开,则R1和R2为串联的关系,流过R1、R2的电流相等。

则有:

流过R1的电流:I1=(Vi - V- ) / R1 (1)

流过R2的电流:I2=(V- - Vout ) / R2 (2)

I1 =I2 (3)

V+ : 运放同向输入端的电压

V- : 运放反向输入端的电压

2.2 虚短分析

如图 3,虚短分析就是假设将运放的两个输入端连接起来。

由虚短分析可知:V- = V+ = 0 (4)

由算式(1-4)可知,

Vout = (-R2/R1)*Vi

所以,此反向放大器的增益为-R2/R1。

猜你想看

大模型上车,特斯拉带了个好头吗?
《星空》荣膺Steam销量榜冠军
你应该买多大的电视
距离贵阳最近的避暑胜地,夏季气温仅23℃,还是4A级风景区
久坐的你,腰痛脖子痛?教你4套拉伸动作,轻松缓解
入职8年,辞退一瞬间:最笨的努力,就是完全不懂职场潜规则地忙
香奈儿cf包和2.55包的区别,要善待久用,且行且珍惜啊
穿越时空?我国科学家找到构造“类虫洞”的新思路
如何写申诉或维权材料
晒被子后为什么会有太阳味?科学家解释螨虫的烤焦
楼市再迎暴击!央行摸底线上消费贷款流入楼市 这个“把炒房客逼疯”的城市或成模仿对象,深圳已复制粘贴
适合中老年人的健身运动有哪些?
4S店为何老建议洗空调?离职修理工说出实话,很多人都被坑过?
葡萄酒中为什么会添加二氧化硫?
离职退群也需要技巧,早点明白这三点,优雅离开比被踢要好
千万别小看五谷杂粮,搭配食物、均衡营养它们最擅长!早看早知道
《原神》3.8版本开启 《天刀》夏季资料片上线
新冠病毒变异株EG.5来了,会现感染高峰吗?专家解答
女生最应该拥有的五大奢侈品
“最便宜”法拉利广州发布,3.4秒破百

推荐站点