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一文了解同相放大器方程式推导过程(附其他基本计算公式汇总)

来源:华强电子网 作者:NV 浏览:2717

标签: 同相放大器

摘要: 在运算放大器电路中,有另种常见的电路,叫做:同相放大器。同相运算放大器一般用于区分级联和复杂过程中的小电路。还用于不同的增益考虑。本文将详细介绍同相放大器的方程式推导过程,顺便了解一下同相放大器方程式其他基本计算公式。

在运算放大器电路中,有另种常见的电路,叫做:同相放大器。同相运算放大器一般用于区分级联和复杂过程中的小电路。还用于不同的增益考虑。本文将详细介绍同相放大器的方程式推导过程,顺便了解一下同相放大器方程式其他基本计算公式。


一、同相放大器方程式推导过程


电路的最终输出方程式称为同相放大器方程式。 该方程式给出了输入和输出电压之间的关系。 增益因子也可以在公式中观察到。同相放大器方程式的推导过程如下:


首先,假设虚拟短路适用于放大器。

然后,B节点处的电压将等于A节点处的电压。

现在,VB = Vin。

因此,Vin也将出现在A节点上。 因此,我们可以说,

VA = Vin。


让我们假设输出电压为Vo。 反馈电阻被称为Rf。 通过反馈路径的电流为“ I”。 “I”可以写成如下形式。

I =(Vo – VA)/ Rf

或者,I =(Vo / Rf)–(VA / Rf)---(1)

相同的电流流过反相端子。 因此,该终端的方程式

I =(VA – 0)/ R1 = VA / R1 = Vin / R1-(2)

等式(1)和等式(2),我们可以写成–

(Vo / Rf)–(Vin / Rf)= Vin / R1

或者,Vo / Rf = Vin / R1 +(Vin / Rf)

或者,Vo / Rf = Vin [(1 / R1)+(1 / Rf)]

或者,Vo / Rf = Vin [(Rf + R1)/(R1 Rf)]

或者,Vo = Vin [(Rf + R1)/ R1]

或者,V0 = Vin [1 +(Rf / R1)]


这是同相放大器的最终输出。


这是同相放大器方程。 Rf是反馈电阻,R1是连接在反相端的电阻。 这些电阻的值会影响输入电压。 如我们所见,如果(Rf / R1)的值大于1,那么我们就已经在系统中获得了收益。 因此,(Rf / R1)因子需要尽可能增加。 但这可以做到一定程度。


二、其他基本计算公式汇总


1、同相放大器Vout


同相放大器的输出电压或输出电压告诉我们为什么放大器中的这一组操作被称为同相放大器。 同相放大器的输出方程式为V0 = Vin [1 +(Rf / R1)]。


从上面的方程式,我们可以观察到输出和输入电压处于相同的工作阶段。 与反相端子不同,放大器的输出不反相至反相。 这就是为什么将运算集称为同相放大器的原因。


2、同相放大器输入阻抗

理想的运算放大器具有高输入阻抗的特性,这就是为什么每个放大器都设计为具有更大的输入阻抗的原因。 同相放大器也不例外。 它们在操作中显示出更高的输入阻抗。


3、同相放大器的增益

放大器的输出是输入乘以增益。 放大器的增益取决于电阻值和放大器具有的反馈类型。 对于负反馈系统,增益减小,系统的稳定性增加;对于正反馈,增益较高,但是系统的强度降低。


对于等式: Vout = k * Vin,k是放大器的增益。

O / P设备n 的同相放大器的公式为  

V0 = [1 +(Rf / R1)] * Vin。

因此,可以通过比较以上两个方程来计算k。

k = [1 +(Rf / R1)]。

电阻的这种表达式称为同相放大器的增益,由此可以看出,如果Rf = R1,则Vo = 2 * Vin。 因此,输入电压被放大2倍。(Rf / R1)比率通常控制增益。 增加Rf会增加增益值。


4、同相运算放大器负增益

同相增益详解 运算放大器 是之前完成的。 非反相运算放大器负增益被称为放大器的精确增益。 它被赋予了不同的命名法,因为运算放大器提供了负反馈。 尽管该术语具有误导性,但许多读者认为它表明同相放大器提供了负的增益幅度。


5、同相放大器传递函数

系统的传递函数是指为每个输入描述或提供输出的过程。 当放大器采用两个输入并对其进行放大时,传递函数将反映相同的结果。


传递函数可以写成:Vo = k * Vi。这里,Vo和Vi是两个输入,k是增益。


6、同相放大器的带宽

在了解同相放大器的带宽之前,请让我们知道放大器的带宽。 带宽被称为放大器的放大器达到70.7%以上的频率范围。


通过考虑增益带宽乘积,然后将其除以同相增益来确定同相放大器的带宽。


7、同相放大器相移

通常,相移称为输入信号幅度的变化。 有一个黑匣子,我们提供+5 V的输入信号。现在,如果我们接收到-10 V作为输出,则黑匣子内部会有相移。 放大器也会发生同样的情况。 当我们向同相放大器提供输入时,输出电压的电压相位没有变化。 因此,我们可以说有一个0o 输出变化。 对于反相端子,相移为-180o.


8、同相求和放大器增益

求和放大器提供输入电压的放大总和作为输出。 在下面的电路中,由于要创建同相求和放大器,因此在放大器的同相端子中提供了两个输入电压V1和V2。


1.jpg

同相求和放大器电路图


应用叠加理论确定节点上的电压,我们将来自反馈支路和反相端子支路的电流值等价。


输出方程式如下:Vout = [1 +(Rf / Ra)] * [(V1 + V2)/ 2]


因此,同相求和放大器的增益为[1 +(Rf / Ra)],这与典型的同相放大器相似。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67