同相比例运算放大电路分析及电压跟随器
cac55 2025-01-10 11:54 20 浏览 0 评论
大家好，我是电器电，这篇文章继续来讲一下同相比例运算放大电路。看一下电路图
先来看一下输入电阻Ri接在Ⅴi点与地之间理论上Ri＝R＇＋Rid＋（1+Af）Rid
Rid是运算放大器的差模输入电阻，如果是理想型的运算放大器，就是∞，又由于是串联负反馈会使Rid增加（1+Af）倍，综上所述输入电阻Ri＝∞。
又由于是电压串联负反馈，所以输出电阻比原来放大器本身的Ro还要小所以输出电阻Ro＝0
上一节我们讲过Vo＝（1+Rf／R1）×Vi
这一节我们用负反馈来计算一下看看会是什么样子？
看图1先算反馈系数
Fvv＝Ⅴf／Ⅴo＝R1／（R1+Rf）
再算闭环增益
Avvf＝Ⅴo／Ⅴi＝1／Fvv＝（R1+Rf）／R1 ①
把①式变形
Vo＝（1＋Rf／R1）× Vi ②
从②式可看出结果和上一节一模一样。看①式如果想让Avvf＝1那么只需要Rf＝0就可以了，这时电路会变成下面这个样子，如图所示
很多人会问R1哪去了，看②式由于Rf＝0
那么我们可认为R1是∞，R＇为平衡电阻R＇＝R1∥Rf 因为R1＝0，所以R＇为0。从分析中就可看出R＇和R1都可省略。这个电路还是负反馈吗？当然是，是同相比例运算电路的一个特例。和同相比例运算电路一样，它也是一个电压串联负反馈。它仍然满足虚断虚短的条件。虚短正相输入为Ui，反相输入也为Ui这时可看到Uo＝Ui所以它是一个性能很好的电压跟随器。
为什么很好呢？这是因为正相输入的电流很小，约等于0，又因为Ui的来源是信号源如图所示，
看图3信号源后面电路对信号源来说几乎为空载。所以可看出对信号源来说极其地轻松。
再来看输出部分由于Ro＝0，如果接负载RL那么相当于恒压源串联一个Ro等于0的内阻，等效电路如图所示
有很多电子爱好者会提出这样一个问题，既然是电压跟随器那么把信号源用短路线直接输入给Uo，再加负载不就行了吗？可以很负责任的告诉你，这样不行，因为如果这样负载RL上的电流就会流经信号源内阻Ro，致使Ro增大，信号源衰减，所以用运算放大器放大器组成的电压跟随器远远强于单独用导线把信号源和Uo连接起来的电路。
还会有人说如果和共集电极电路比起来会怎样呢？因为我们以前也学过共集电极放大电路也是一个电压跟随器。用这个电路和今天这个电路比起来，只能说性能上要略逊一筹。
为什么呢？因为共集电极放大电路的电压是小于1和接近于1的，而我们今天所学电路是等于1的。所以一直强调此电压跟随器性能是非常好的。
有人还会看到这种电路如图所示
在反馈线上加电阻Rf，虽然有Rf但R1为∞，Rf／R1接近于0，根据公式
Vo＝（1+Rf／R1）Vi
所以Vo＝Vi，还是1倍传递。有时电路也会变成这样如图所示
无论5图还是6图都有点画蛇添足的意思。6图的Rf放入这里只能当做引入干扰的窗口，干扰信号会把电阻当做天线用而感应到电阻器上从而对输出Uo产生干扰。
还有人会认为前面的Rf有限流作用，由于深度负反馈正相端不会流电流，根本不需要限流。
所以用导线把反相端接到输出端，并且导线越短越好，同相端输入信号，输出端继续往后送信号。就是非常理想的电压跟随器。
如2图所示，不需要加任何电阻。
把模拟电子技术基础讲完以后，我们还会讲数字电子技术，请大家持续关注！
最后非常感谢大家的收看！
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