三個經(jīng)典的運放電路

原文來自公眾號：工程師看海

對于運算放大器而言，分析的思路大同小異，都是以“虛短虛斷”為基本原則，這里結(jié)合虛短虛斷原則，介紹下反相放大電路、同相放大電路和跟隨器的計算過程，理解這三個過程以后，就可以舉一反三，計算其他結(jié)構(gòu)的放大電路。

虛短原則：對于電壓而言，運放的同相端和反相端接近短路，二者電位相等；

虛斷原則：對于電流而言，運放的同相端和反相端接近斷路，二者電流為0；

反相放大電路

下圖是反相放大電路，特點是輸入信號Ui接到運放的反相輸入端，運放同相輸入端接地。

根據(jù)虛短的原則，A點的電壓和同相端相等，都是GND。

根據(jù)虛斷原則，電流沒有從運放的-端輸入，電流路徑見下圖虛線。因此流過R1的電流等于流過Rf的電流，只要一個方程就求解出傳遞公式：

(Ui - 0) / R1 = (0 - Uo) / Rf

整理得：

是不是非常簡單？

同相放大電路

同樣的分析思路，咱們再來分析下同相放大電路。

根據(jù)虛短原則，‘+’與‘-’電位相等，即A點電位等于輸入電壓Ui；

根據(jù)虛斷原則，‘+’與‘-’之間不走電流，電流路徑見下圖虛線，因此流過R1的電流等于流過Rf的電流，只要一個方程就求解出傳遞公式：

(Ui - 0) / R1 = (Uo - Ui) / Rf

整理得：

跟隨器

有的信號源輸出阻抗R1很大，那么負載采集到的信號就小了，為了降低阻抗，增加采樣精度，跟隨器是一個常見的降低阻抗方案。

跟隨器的特點是輸入阻抗非常大，常常達到幾十MΩ甚至上GΩ，而跟隨器的輸出阻抗又非常非常小，如此就可以增加驅(qū)動能力，下圖是加入跟隨器后的示意圖，R3非常小了，因此Uload就更準確了。

下圖是跟隨器的原理圖：

根據(jù)虛短原則，A點電位等于Ui等于U0；

根據(jù)虛斷原則，‘+’‘-’之間幾乎無電流通過，輸入阻抗非常高，輸出阻抗很小，提高了驅(qū)動能力。

以上就是3個非常經(jīng)典的運放電路分析過程。

留一個問題，為什么通過匹配外圍電阻設置的放大倍數(shù)往往只有十幾倍或幾十倍，而不能達到幾千或者幾萬倍？咱們后面會詳細介紹。

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