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应用电子电路
今天我们介绍一下基于运算放大器的反相放大器、同相放大器、加法器、减法器的电路图及其工作原理。要读懂运算放大器的常用电路图,理解其工作原理,首先要了解运算放大器的两个重要概念:虚短和虚断。前面我们已经对虚短和虚断的概念进行了简单的介绍,感兴趣的小伙伴可以去考个古。
虚短:等效短路,但不能视为短路(Vin+=Vin-)。
虚断:等效断路,但不能视为断路(输入差模电阻Ri非常大、电流非常小)。
1、反相放大器
反相放大器电路具有放大输入信号并反相输出的功能。
运算放大器同相端接地Vin+等于0V,由于反相端与同相端虚短,所以Vin-也等于0V;反相输入端输入差模电阻Ri非常高,反相端和同相端虚断,几乎没有电流流经反相输入端,那么此时R1和R2相当于是串联,即流过R1的电流I1和流过R2的电流I2大小相等。
那么
这就是反相放大器的输入输出关系式了,R2越大,R1越小,反相放大电压越大。
2、同相放大器
同相放大器电路具有放大输入信号并同相输出的功能。
同相输入端与反相输入端虚短,那么Vin+就等于Vin-;由于虚断,反相输入端没有电流输入输出,R1和R2相当于串联,通过R1的电流I1与通过R2的电流I2相等。
那么
这就是同相放大器的输入输出关系式了,R1越大,R2越小,同相放大电压越大。
3、加法器
加法器是产生数的和的装置。
(1)电路图一
同相输入端与反相输入端虚短,Vin+等于Vin-,由于虚断和基尔霍夫定律,流过R2与R1的电流之和等于流过R3的电流
那么
如果R1=R2=R3,则Vout=-V1-V2,这就是加法器了。
(2)电路图二
同相输入端与反相输入端虚短,Vin+=Vin-,由于虚断,同相位端无电流流过,流过R2与R1的电流相等;由于虚断,反相位端也无电流流过,流过R3与R4的电流也相等
当R1=R2、R3=R4时,我们可以得出
这就是另外一个加法器了
4、减法器
减法器是产生数的差的装置。
同相输入端与反相输入端虚短,Vin+=Vin-,由于虚断,同相位端无电流流过,流过R2与R1的电流相等;由于虚断,反相位端也无电流流过,流过R3与R4的电流也相等
当R1=R2、R3=R4时,我们可以得出
这就是减法器了。
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