非反相运算放大器

在电子欧宝娱乐可靠吗器件中,放大器是接受输入信号的电路,并产生未置换的大版本的信号作为其输出。在本教程中,我们将了解一个名为非反相放大器的运算放大ob直播app器的重要配置欧宝官网app苹果下载。在非反相操作放大器中,输入被馈送到非反相终端,输出与输入相位。

介绍

运算放大器或更广泛称为运算放大器基本上是一种多级高增益差分放大器,其可以以多种方式使用。典型运算放大器的两个重要电路是:

  • 反相放大器
  • 非反相放大器

非反相放大器是OP-AMP电路配置,其产生放大的输出信号,并且使用施加的输入信号同时的非反相运算放大器的该输出信号。

换句话说,非反相放大器的行为类似于电压跟随电路。非反相放大器还使用负反馈连接,但代替将整个输出信号馈送到输入,该部分的输出信号电压的一部分被反馈为OP-AMP的反相输入端子。

非反相放大器的高输入阻抗和低输出阻抗使电路成为阻抗缓冲应用的理想选择。

理想的非反相放大器电路

理想的非反相放大器的电路图如下图所示。

非反相运算放大器图像1

从电路,可以看出r2(r.F在上图中)和r1(r.1在上图中,用作输出电压的潜在分频器和电阻器的电压r1应用于反相输入。

当非反相输入连接到地面时,即,V.= 0,反相输入端子的电压也必须在地面;如果不是,将放大输入端子之间的任何电压差以将反相输入端子移动回到地面(运算放大器的输入将始终处于相同的电压)。

由于反相输入端位于地面,因此电阻器的连接率1和R.2也必须在地面。这意味着r的电压降1将是零。结果,电流流过r1和R.2必须是零。因此,r零电压下降2因此,输出电压等于输入电压,即为0V。

当将正输入信号施加到非反相输入端时,输出电压将移位以使反相输入端子等于所施加的输入电压的反相输入端子。因此,在电阻器r中会产生反馈电压1

VR.1= V.= V.出去R.1/(r.1+ R.2

非反相运算放大器的电压增益

从上面的等式,V就V而言出去,非反相放大器的闭环电压增益aCL.可以计算为:

一种CL.= V.出去/ V.

=(r.1+ R.2)/ R.1

一种CL.= 1 +(r2/ R.1

或者CL.= 1 +(rF/ R.1

上述增益方程是正的,表明输出将与施加的输入信号保持同相。非反相放大器的闭环电压增益由电阻器R的比率确定1和R.2用于电路。

实际上,非反相放大器将具有与输入电压源串联的电阻,以将输入电流保持在两个输入端子。

虚拟短片

在非反相放大器中,两个输入端子之间存在虚拟短路。虚拟短路是电压的短路,但电流为电流。虚拟简短使用理想的OP-AMP的两个属性:

  • 自R.Infinite,两个终端的输入电流为零。
  • 由于开环增益ol.是无限的,差分电压(v1- V.2)总是零。

虽然虚拟短是理想的近似值,但在与沉重的负反馈一起使用时,它提供了准确的值。只要OP-AMP在线性区域操作(不饱和,积极或负面),开环电压增益就接近无穷大,并且在两个输入端子之间存在虚拟短路。

由于虚拟短路,反相输入电压遵循非反相输入电压。如果非反相输入电压增加或减少,则反相输入电压立即增加或减小到相同的值。此操作通常被称为“自举”。

非反相放大器的输入阻抗

运算放大器电路的输入阻抗给出:

Z.=(1 + aol.β)Z.一世

在哪里,答:ol.是OP-AMP的开环增益

Zi是OP-AMP的输入阻抗,没有任何反馈

β是反馈因子

对于非反相放大器,反馈因子为:

β= R.2/(r.1+ R.2

β= 1 / aCL.

因此,对于非反相放大器电路,输入阻抗由等式给出,

Z.= {1 +(aol./ 一种CL.} zi.

输出非反相放大器的阻抗

OP-AMP的输出阻抗表示为:

Z.出去= Z.0./(1+ aol.β)

因为,β= 1 / aCL.对于非反相放大器,对阻抗表示,

Z.出去= Z.0./ {1 +(aol./ 一种CL.)}

电压跟随电路

电压跟随器是运算放大器的最简单用途之一,其中输出电压与施加到电路的输入电压完全相同。换句话说,电压跟随电路的增益是Unity。

OP-AMP的输出直接连接到反相输入端子,并在非反相输入端子处施加输入电压。电压跟随器,如非反相放大器,具有非常高的输入阻抗和极低的输出阻抗。电压跟随器的电路图如下图所示。

非反相运算放大器图像3

可以看出,上述配置与非反相放大器电路相同,但没有使用电阻器。非反相放大器的增益为,

一种CL.= 1 +(r2/ R.1

在电压跟随器,电阻器r2等于零和r1是无限的。因此,电压跟随器的增益将等于1。因此,电压跟随器也通常称为Unity增益缓冲器。

电压跟随器或单位增益缓冲电路通常用于隔离不同的电路,即,将电路的一个级与另一个阶段分离,并用于阻抗匹配应用。

在实践中,电压跟随器的输出电压不会完全等于所施加的输入电压,并且会有轻微的差异。这种差异是由于OP-AMP的高内部电压增益。

笔记:OP-AMP的开环电压增益为无限,电压跟随器的闭环电压增益是UNIT。这意味着通过仔细选择反馈组件,我们可以准确控制非反相放大器的增益。

非反相放大器示例

对于下图所示的非反相放大器,计算以下内容:

i)放大器的增益,aCL.

ii)输出电压,VO.

iii)通过负载电阻的电流,iL.

iv)输出电流,iO.

非反相运算放大器图像2

笔记:节点A处于OP-AMP的非反相终端,并且节点B位于反相终端(也是分压器点)。这些节点未在上面的图像中示出。

答案)节点B处的潜力是v而且因为虚拟短,

V.一种= V.B.= V.= 0.8 V.

当前I1被给出,

一世1= V.一种/ R.1= 0.8V /10kΩ

一世1=80μA.

由于OP-AMP输入电流为零,因此1必须流过电阻器rF

i)非反相放大器的增益,

一种CL.= 1 +(rF/ R.1)= 1 +(20kΩ/10kΩ)

一种CL.= 3

ii)输出电压,

V.O.= A.CL.* V.= 3 * 0.8V

V.O.= 2.4 V.

iii)通过负载电阻的电流,

一世L.= V.O./ R.L.= 2.4 /(2 * 103.ω)

一世L.= 1.2 ma.

iv)输出电流,

来自Kirchhoff的当前法律(KCL),一世O.= I.1+ I.L.

一世O.=80μA+ 1.2 mA

一世O.= 1.28 ma.

非反相放大器摘要

  • 非反相放大器使用电压分压器偏置的负反馈连接。
  • 电压增益始终大于1。
  • 电压增益是肯定的,表示对于AC输入,输出与输入信号和DC输入相同,输出极性与输入极性相同。
  • 非反相运算放大器的电压增益仅取决于电阻值,并且与OP-AMP的开环增益无关。
  • 通过选择电阻器的适当值,可以获得所需的电压增益。

结论

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6回应

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