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運(yùn)放的基本連接方式

 ldjsld 2016-08-19

1.jpg2.jpg

如同三極管放大電路有三種基本組態(tài)一樣,,各種復(fù)雜的運(yùn)放應(yīng)用電路也可劃分為幾種最基本的組態(tài)(或稱連接方式),掌握了這幾種組態(tài)的分析方法及其主要特性,,就可分析更為復(fù)雜的電路,。

一、反相輸入組態(tài)

電路連接方式如圖Z0609所示,。輸入信號(hào)通過(guò)R1加到運(yùn)放的反相輸入端,,輸出信號(hào)通過(guò)負(fù)反饋電阻Rf也加到反相輸入端,從而在反相輸入端實(shí)現(xiàn)電流相加(I1 = Ii + If ),,即引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋,,這種類型的應(yīng)用電路稱為反相輸入組態(tài)。圖中Rp為輸入平衡電阻,,Rp 應(yīng)選為R1∥Rf ,。

根據(jù)工作在線性區(qū)運(yùn)放的基本特性可得:U+ = U- = 0,I1 = If

1.jpg

故有:2.jpg

電壓放大倍數(shù):3.jpg

由GS0606式可知,,這種組態(tài)電路的輸出電壓與輸入電壓反相且成比例(有時(shí)稱為反相比例器),,其基本功能是實(shí)現(xiàn)比例運(yùn)算。當(dāng)Rf = R1時(shí),,UO = - UI 實(shí)現(xiàn)了反相功能(稱為反相器或反號(hào)器),。

二、同相輸入組態(tài)

電路如圖Z0610所示,,輸入信號(hào)加到同相輸入端,,反饋信號(hào)通過(guò)Rf ,、 R加到反相輸入端(引入負(fù)反饋),,從而在輸入端實(shí)現(xiàn)電壓相加(U+ = Uid + U-),即引人電壓串聯(lián)負(fù)反饋,,這類電路稱為同相輸入組態(tài),。

根據(jù)U+ = U-及Ii=0,對(duì)圖示電路可得:

4.jpg

從而可得:5.jpg

電壓放大倍數(shù)為:6.jpg

由GS0608 式可知,,輸出電壓與輸入電壓同相且成比例,,實(shí)現(xiàn)了同相比例運(yùn)算。

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當(dāng)Rf = 0,,R = ∞時(shí),,Auf =1,這種電路稱為電壓跟隨器,,它具有電壓放大倍數(shù)等于1,,輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點(diǎn),廣泛用作隔離或緩沖電路,。

三,、差動(dòng)輸入組態(tài)

基本差動(dòng)輸入組態(tài)電路如圖Z0611所示。相位相關(guān)的兩個(gè)信號(hào)Ui1,、Ui2分別通過(guò)R1,、R2加到反相端和同相端。輸出信號(hào)通過(guò)與R3匹配的電阻Rf反饋到反相輸入端,,從而構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋電路,。這種組態(tài)對(duì)差模特性,雖然可以等效為同相組態(tài)與反相組態(tài)的迭加,,但它的共模特性具有反相組態(tài)與同相組態(tài)不可包含的特殊性,。因此,把它看作是運(yùn)放應(yīng)用的基本組態(tài)之一,。它可以由一塊運(yùn)放組成,,也可由兩塊以上的運(yùn)放組成。為了保證輸入端平衡工作和提高共模抑制比,,選取電路參數(shù)R1= R2 ,,R3=Rf 。

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根據(jù)Ii=0,,利用疊加原理可得:

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再由U+ = U-,,根據(jù)上兩式可得:

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整理可得:4.jpg

可見(jiàn)輸出電壓與輸入電壓之差成比例,實(shí)現(xiàn)了差動(dòng)比例運(yùn)算,。

四,、開環(huán)比較組態(tài)

運(yùn)放應(yīng)用,除上述工作在線性區(qū)的3種組態(tài)外,,還有一個(gè)非線性應(yīng)用的基本組態(tài),。這種組態(tài)的電路如圖Z0612 所示。通常一個(gè)輸入端接基準(zhǔn)電壓,,另一個(gè)輸入端的輸入信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較,,根據(jù)比較結(jié)

果,輸出電壓產(chǎn)生躍變,。DZ1,、DZ2是穩(wěn)壓管,它們的作用是限制輸出電壓的幅度,,從而使

Ui > ER時(shí),,UO = - UZ

Ui ≤ ER時(shí),UO = UZ

式中UZ 為穩(wěn)壓管的工作電壓,。

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