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宿迁市住房和城乡建设局网站,公司装修合同模板,为什么做营销型网站,网站素材设计前言 运放可构成 “反相电压放大器”#xff08;Inverting Voltage Amplifier#xff09;#xff0c;今天我们就来解析一下。 内容及素材均来自于书籍《 Operational Amplifiers Linear Integrated Circuits: Theory and Application 》#xff0c;该书官网还提供开…前言运放可构成 “反相电压放大器”Inverting Voltage Amplifier今天我们就来解析一下。内容及素材均来自于书籍《 Operational Amplifiers Linear Integrated Circuits: Theory and Application 》该书官网还提供开源版本详见参考链接 [1]、[2] 。我只做了一些要点的梳理详情请看原文。Parallel-Parallel 负反馈模型一切还是从负反馈模型说起前文已经介绍了Series-Parallel SP用于电压放大 Parallel-SeriesPS用于电流放大而 “反相电压放大器” 的模型是 Parallel-Parallel PP图1 运放负反馈模型从上图可以看到 PP 是用于电流-电压的放大所以是一种跨阻Trans-resistance。PP 的框图如下输入电流分为运放输入电流Iamp与反馈电流Ifeedback运放增益 A Vout / Iamp反馈系数β Ifeedback / Vout。图2 PP 负反馈框图PP 的基础电路如下运放反相端接输入电流源反馈支路串电阻Rf连输出与反相端同相端接地输入电流流经 Rf 转化为电压输出 Vout −Iin⋅Rf 图3 PP 负反馈电路目前为止只展示 PP 负反馈模型 对于 电流 - 电压 的变换我们的 “反相电压放大器”Inverting Voltage Amplifier在哪反相电压放大器反相电压放大器源于 PP 负反馈模型其 PP 形式仅支持 电流 - 电压 的变换通过添加输入电阻 Ri可改造为 电压 - 电压 的放大图4 反相电压放大器反相电压放大器的电路分析如下图5 电路分析电压增益由输入电阻 Ri 与反馈电阻 Rf 的比值决定公式为 Av − Rf / Ri 负号对应 “反相” 特性输出与输入信号极性相反。反相电压放大器有两个特点输入电阻可控Ri 直接决定输入阻抗输入阻抗不如“同相电压放大器”那么大。虚地反相端因误差电压近零与接地的同相端等电位形成虚地那么这两个特点能起到什么作用“输入电阻可控”的作用文中举了一个“麦克风前置放大器”的例子为了适配麦克风的特性前置放大器的输入阻抗设计为 1kΩ–15kΩ核心目的是与麦克风的低输出阻抗50–200Ω形成桥接连接而非传统的阻抗匹配输入阻抗越大越好整体上这样带来更多优势图6 麦克风前置放大器关注输入阻抗反相电压放大器具有 “Ri 直接决定输入阻抗” 的特点也就是输入电阻可控图中将其设置为 15kΩ 可精准匹配信号源阻抗满足设计要求。“虚地”的作用文中举了反相电压放大器作为“加法器”的例子反相端的“虚地”成为理想的电流求和节点各输入通道的电流仅由自身信号与对应输入电阻决定各通道间几乎无相互影响保障了各输入通道的负载隔离性图7 加法器关注虚地“同相电压放大器”也能作为“加法器”但由于没有“虚地”特性各输入信号共享同相端的节点电压无法隔离负载、易干扰设计上更为复杂。引出“差分放大器”然后文中从反相电压放大器引出了“差分放大器”只要将同相端“接地”改为输入信号即可下图左图8 差分放大器电路分析采用 Superposition叠加定理左图中反相端增益为 Rf / Ri同相端增益为 1 Rf / Ri存在增益不匹配此外两个输入端阻抗也不一致。为此通过添加补偿电路如右图中的电阻分压可以使同相端增益匹配至 Rf / Ri 的增益比例即先缩小再放大同时设置 Ri′ Rf′ Ri 平衡两端输入阻抗最终输出为差分信号乘以 Rf / Ri 的电压增益。总结反相电压放大器Inverting Voltage Amplifier具有 “输入阻抗可控” 与 “虚地” 的特点因此带来了独特优势文中举例了麦克风前置放大器、加法器等例子并最终引出了“差分放大器”。参考资料https://www.amazon.com/dp/1796856894https://open.umn.edu/opentextbooks/textbooks/operational-amplifiers-linear-integrated-circuits-theory-and-application-3e相关前文运放什么是环路增益Loop Gain 又称损耗因子Sacrifice Factor运放 Parallel-Series 并行-串联反馈用于构建电流放大器欢迎关注我的微信公众号“疯狂的运放”及时收到最新的推文。