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      干貨|運放電路:同相放大還是反相放大,你真的懂了嗎?
      發布時間:2021-02-21   點擊次數:51次
          電子電路中的運算放大器,有同相輸入端和反相輸入端,輸入端的極性和輸出端是同一極性的就是同相放大器,而輸入端的極性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。
       
       

      反相放大器

       

          圖一運放的同向端接地=0V,反向端和同向端虛短,所以也是0V,反向輸入端輸入電阻很高,虛斷,幾乎沒有電流注入和流出,那么R1和R2相當于是串聯的,流過一個串聯電路中的每一只組件的電流是相同的,即流過R1的電流和流過R2的電流是相同的。

       

      流過R1的電流:I1=(Vi-V-)/R1………a
      流過R2的電流:I2=(V--Vout)/R2……b
      V-=V+=0………………c
      I1=I2……………………d
      求解上面的初中代數方程得
      Vout=(-R2/R1)*Vi
      這就是傳說中的反相放大器的輸入輸出關系式了。
       
       

      同相放大器

      圖二中Vi與V-虛短,則Vi=V-……a

      因為虛斷,反向輸入端沒有電流輸入輸出,通過R1和R2的電流相等,設此電流為I,由歐姆定律得:
      I=Vout/(R1+R2)……b
      Vi等于R2上的分壓,即:Vi=I*R2……c
      由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2
      這就是傳說中的同相放大器的公式了。
       
       

      選擇同相放大器還是反相放大器

       

          運算放大器可以接成同相放大也可以接成反相放大,那使用同相放大好還是反相放大好呢?我們先來看同相放大和反相放大的區別:
       
      同相放大器特點
      • 優點:輸入阻抗和運放的輸入阻抗相等,接近無窮大
      • 缺點:放大電路沒有虛地,因此有較大的共模電壓,抗干擾能力相對較差,使用時要求運放有較高的共模抑制比,另一個小缺點就是放大倍數只能大于1
       
      反相放大器特點
      • 優點:兩個輸入端電位始終近似為零(同相端接地,反相端虛地),只有差模信號,抗干擾能力強
      • 缺點:輸入阻抗很小,等于信號到輸入端的串聯電阻的阻值
       
       

      對比同相放大器和反相放大器

       

          另外就是二者的增益計算公式不同,相位相反。由此可見,對比它們要在以下幾個方面:輸入輸出阻抗,共模的抗干擾。
       
      1. 同相放大器的輸入阻抗和運放的輸入阻抗相等,接近無窮大,同相放大器的輸入電阻取值大小不影響輸入阻抗;而反相放大器的輸入阻抗等于信號到輸入端的串聯電阻的阻值。因此當要求輸入阻抗很高的時候就應選擇同相放大器。
         
      2. 同相放大器的輸入信號范圍受運放的共模輸入電壓范圍的限制,反相放大器則無此限制。因此如果要求輸入阻抗不高且相位無要求時,手選反相放大,因為反相放大只存在差模信號,抗干擾能力強,可以得到更大的輸入信號范圍。
         
      3. 在設計中要求放大倍數相同的情況下盡量選擇數值小的電阻配合,這樣可以減小輸入偏置電流的影響和分布電容的影響。如果很計較功耗,則要在電阻數值方面折中。
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