反向、同向求和放大電路的工作原理
反相求和放大電路與同相求和電路的差異在于輸入信號分別從運放的反相輸入端和同相輸入端輸入。輸出信號與輸入信號的相位相反或相同。
如圖,這是一個三路輸入的反相求和放大電路。
工作原理:
利用虛短和虛斷的概念(便于敘述,假設反相輸入端的電位為U-,同相輸入端的電位為U+),得U-=U+=0
再列出“-”端的KCL:
(Ui1-U-)/R1+(Ui2-U-)/R2+(Ui3-U-)/R3=(U--Uo)/Rf
整理得到輸出和輸入之間的關系式:
Uo=-(Rf/R1*Ui1+Rf/R2*Ui2+Rf/R3*Ui3)
假設R1=R2=R3=R,則Uo=-Rf/R*(Ui1+Ui2+Ui3)
電路放大倍數Av=Rf/R,輸出信號是三路輸入信號之和的Av倍。“-”僅代表輸出信號和輸入信號的相位相反,或差180°。
同相求和電路與此類似。
反相輸入運算電路和同相輸入比例運算電路的特點
反相輸入運算電路(比例) 輸入信號加在反相輸入端 引入深度電壓并聯負反饋 集成運放工作在線性區 輸出電壓與輸入電壓相位相反 滿足U0=-Rf/R1*Ui 輸入電阻偏小 輸出電阻幾乎為零 帶負載能力強 輸出電壓穩定 還可以做成‘反相器’
同相輸入比例運算電路 輸入信號加在同相輸入端 引入深度電壓串聯負反饋 集成運放工作在線性區 輸出電壓與輸入電壓相位相同 滿足U0=(1+Rf/R1)*Ui 輸入電阻很大 輸出電阻幾乎為零 帶負載能力強 輸出電壓穩定 還可以做成‘電壓跟隨器。
反相比例運算放大電路
反相輸入放大電路如圖1所示,信號電壓通過電阻R1加至運放的反相輸入端,輸出電壓vo通過反饋電阻Rf反饋到運放的反相輸入端,構成電壓并聯負反饋放大電路。R¢為平衡電阻應滿足R¢=R1//Rf。
利用虛短和虛斷的概念進行分析,vI=0,vN=0,iI=0,則 Is=If
即
該電路實現反相比例運算。
反相放大電路有如下特點
1.運放兩個輸入端電壓相等并等于0,故沒有共模輸入信號,這樣對運放的共模抑制比沒有特殊要求。
2.vN=vP,而vP=0,反相端N沒有真正接地,故稱虛地點。
3.電路在深度負反饋條件下,電路的輸入電阻為R1,輸出電阻近似為零。
同相比例運算電路
同相輸入放大電路如圖1所示,信號電壓通過電阻RS加到運放的同相輸入端,輸出電壓vo通過電阻R1和Rf反饋到運放的反相輸入端,構成電壓串聯負反饋放大電路。根據虛短、虛斷的概念有vN=vP=vS,i1=if
于是求得
所以該電路實現同相比例運算。
同相比例運算電路的特點如下
1.輸入電阻很高,輸出電阻很低。
2.由于vN=vP=vS,電路不存在虛地,且運放存在共模輸入信號,因此要求運放有較高的共模抑制比。
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