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反相放大器的反馈和饱和是什么含义?反相放大器用作跨阻放大器详解

来源:华强电子网 作者:NV 浏览:692

标签: 反相放大器

摘要: 正运算放大器(Op-amp)的开环增益可能非常高,约为1,000,000或更高。 如此高的增益使运算放大器非常不稳定,即使输入信号的微弱值(μV),也足以使输出电压上升到无法控制的程度,达到饱和的程度,我们完全失去了对输出的控制。 因此,我们将研究反馈和反相放大器,以解决上述相关问题。

正运算放大器(Op-amp)的开环增益可能非常高,约为1,000,000或更高。 如此高的增益使运算放大器非常不稳定,即使输入信号的微弱值(μV),也足以使输出电压上升到无法控制的程度,达到饱和的程度,我们完全失去了对输出的控制。 因此,我们将研究反馈和反相放大器,以解决上述相关问题。


饱和


在学习反相放大器之前,我们需要了解反馈以及饱和的含义。 运算放大器的输出电压被限制为一个最小值和最大值,该值几乎等于所提供的电源电压。


运算放大器输入端子:反相放大器输入和同相放大器输入

运算放大器输入端子:反相放大器输入和同相放大器输入


通过外部接线从输出到输入的连接称为反馈连接。 通常有两种类型的反馈:正反馈和负反馈。


反馈配置

反馈配置


负反馈和反相运算放大器配置


负反馈配置

负反馈配置


如果使用合适的电阻(称为反馈电阻)将反馈连接到运算放大器的反相放大器输入端子(负),则该反馈称为负反馈。 并且,如果通过合适的反馈电阻在输出和运算放大器的同相(正)端子之间建立了反馈连接,则称为正反馈。 在运放的大多数应用中,负反馈得到最广泛的应用。


负反馈会导致反相输入(-ve)中的电压值不同,从而产生新信号,而不是实际输入信号,因为反相端子电压将是电压的总和,而负反馈电压会来自反相器。输出端子。 因此,为了将实际输入信号与反相端子输入信号分开,输入电阻R1 正在使用。


如果我们考虑理想的等效电路,则闭环电压增益为闭环电压增益


具体来说,如果输出电压为VO,在那一刻输出电压


增益A将为无穷大; 电压V1 田园诗般地等于V2。 这被表示为虚拟短路状况。 实际短路表明,由于无穷大或实际上非常高的增益,电压是在一个输入端子上还是只有一个输入端子会自动作用于另一个输入端子。 同相端子2接地,因此V2= 0和V1 =0。因此,端子1实际上已经接地,这意味着即使不接地也实际上代表了零伏。


反相放大器的配置和工作


反相运算放大器配置

反相运算放大器配置

当前i1 通过R1 可以表示为:8.png


该电流 i1 不能进入运算放大器,因为理想的反相放大器具有 无限输入电阻,因此绘制为零 当前的。 因此,i1将通过 R2 电阻器,并将走向终端号。


因此,闭环电压增益为:闭环电压增益


正如我们观察到的,–ve与闭环增益项一起出现,因此运算放大器的这种配置被认为是反相配置。


由于存在虚拟接地概念,因此将输入电阻定义为Ri V =i/i1 = R.1


输出电压(Vo)表示电路以线性方式工作以获得恒定的放大器增益Av 作为Vo V =i Av. 此属性对于将小幅度信号转换为大得多的电压信号非常有用。 因为没有 电容器 因此,在反相运算放大器电路中,输入和输出电压以及电阻器中的电流都可以是直流信号,因此运算放大器也可以放大直流信号。


反相放大器用作跨阻放大器


反相运算放大器的一个非常有用的应用是跨阻放大器或电流电压转换器。 跨阻或跨阻运算放大器用作电流电压转换器电路。 这些电路在电路设计中得到了广泛的利用,因为可以将电路或传感器产生的很小的电流转换成足够高的比例输出电压。


跨阻放大器或电流电压转换器

跨阻放大器或电流电压转换器


考虑图中的电路。 输入电阻Ri 在虚拟节点上是Ri V =1/i1 = 0,如前所述。

当前i1 基本上等于Is 所以,

i2 = i1 = Is

而且,Vo = -i2Rf = -IsRf

o / p电压与信号电流成正比,反馈电阻Rf 等于输入端子中输出电压与电流之比。

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