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技术专题
单片机开发基本放大器配置:同相放大器
用(yòng)运算放大器放大
运算放大器用(yòng)途广泛,可(kě)以集成到各种有(yǒu)趣的创意電(diàn)路中。但是,有(yǒu)时我们要做的只是增加信号的幅度,对于这些应用(yòng),我们拥有(yǒu)基本的运算放大器同相放大器配置。这种简单的拓扑结构包括一个运算放大器和两个電(diàn)阻,其连接方式如下:
当我们说这个電(diàn)路是“非反相”时,是指它对输入信号施加正增益。如果将稳定電(diàn)压连接到输入端子,则输出電(diàn)压将等于输入電(diàn)压乘以某个数字,而极性不变。如果将正弦信号施加到输入端子,则运算放大器将增加信号的幅度而不会产生180°的相位差。
通过将输入信号连接至运算放大器的同相输入端子来实现同相操作。增益几乎完全由两个電(diàn)阻确定,这两个電(diàn)阻形成一个连接在运放输出和其负输入端子之间的反馈网络。
您可(kě)能(néng)会从视频中看到关于负反馈的信息,运算放大器的开环增益不是无限的,因此它确实会影响闭环增益(G CL),但实际上影响很(hěn)小(xiǎo),可(kě)以达到微不足道。因此,我们可(kě)以安全地表示同相放大器的增益,如下所示:
输入阻抗
当我们试图将電(diàn)压从一个子電(diàn)路转移到另一个子電(diàn)路时,产生信号的子電(diàn)路应具有(yǒu)低输出阻抗,而接收信号的子電(diàn)路应具有(yǒu)高输入阻抗。同相放大器的一个显着优点是它具有(yǒu)很(hěn)高的输入阻抗,因為(wèi)输入信号直接连接到运算放大器的输入端子。
了解同相放大器
在有(yǒu)关负反馈的视频中,我们了解到,负反馈放大器的闭环增益大约等于反馈因子的倒数:
如果将R 1和R 2视為(wèi)電(diàn)阻分(fēn)压器反馈网络,则可(kě)以使用(yòng)G CL和β之间的这种关系来得出同相放大器增益的表达式;在有(yǒu)关负反馈的教程中简要演示了此技术。在本视频中,我们将使用(yòng)典型的電(diàn)路分(fēn)析来找到增益。
1、 输入電(diàn)压V IN施加到同相输入端子,虚拟短假设使我们可(kě)以将该输入電(diàn)压直接传递到同相输入端子。
2、 V IN在反相输入端产生V的電(diàn)流IN / R 1朝向地面流动。
3、 我们假设没有(yǒu)電(diàn)流流入或流出运算放大器的输入端子,因此,流经R 2的電(diàn)流必须等流经R 1的電(diàn)流:I R2 = V IN / R 1。该電(diàn)流从运算放大器的输出端子流出。
4、R 2两端的電(diàn)压降為(wèi)I R2 ×R 2 =(V IN R 2)/ R 1。
5、由于R 2的低压端子连接到反相输入端子,因此输出電(diàn)压等于V IN加上R 2两端的電(diàn)压:V OUT = V IN +(V IN R 2)/ R 1 = V IN(1 + R 2 / R 1)。