电子电路中的运算扩大器,有同相输入端和反相输入端,输入端的极性和输出端是同一极性的便是同相扩大器,而输入端的极性和输出端相反极性的则称为反相扩大器。
图一运放的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那么R1和R2适当所以串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流:I1=(Vi-V-)/R1………a
流过R2的电流:I2=(V–Vout)/R2……b
V-=V+=0………………c
I1=I2……………………d
求解上面的初中代数方程得
Vout=(-R2/R1)*Vi
这便是传说中的反相扩大器的输入输出关系式了。
图二中Vi与V-虚短,则Vi=V-……a
由于虚断,反向输入端没有电流输入输出,经过R1和R2的电流持平,设此电流为I,由欧姆定律得:
I=Vout/(R1+R2)……b
Vi等于R2上的分压,即:Vi=I*R2……c
由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2,这便是传说中的同相扩大器的公式了。
集成运算同相扩大器和反相扩大器的挑选[2]
运算扩大器能够接成同相扩大也能够接成反相扩大,那运用同相扩大好仍是反相扩大好呢?咱们先来看同相扩大和反相扩大的差异:
同相扩大器
长处:输入阻抗和运放的输入阻抗持平,挨近无穷大
缺陷:扩大电路没有虚地,因而有较大的共模电压,抗干扰才能相对较差,运用时要求运放有较高的共模抑制比,另一个小缺陷便是扩大倍数只能大于1;
反相扩大器
长处:两个输入端电位一直近似为零(同相端接地,反相端虚地),只要差模信号,抗干扰才能强;
缺陷:输入阻抗很小,等于信号到输入端的串联电阻的阻值。
别的便是二者的增益计算公式不同,相位相反
由此可见,比照它们要在以下几个方面:输入输出阻抗,共模的抗干扰
1、同相扩大器的输入阻抗和运放的输入阻抗持平,挨近无穷大,同相扩大器的输入电阻取值巨细不影响输入阻抗;而反相扩大器的输入阻抗等于信号到输入端的串联电阻的阻值。因而当要求输入阻抗很高的时分就应挑选同相扩大器!
2、同相扩大器的输入信号规模受运放的共模输入电压规模的约束,反相扩大器则无此约束。因而假如要求输入阻抗不高且相位无要求时,首选反相扩大,由于反相扩大只存在差模信号,抗干扰才能强,能够得到更大的输入信号规模。
3、在规划中要求扩大倍数相同的情况下尽量挑选数值小的电阻合作,这样能够减小输入偏置电流的影响和分布电容的影响。假如很计较功耗,则要在电阻数值方面折中。
[1]ke xu2, 运放同相扩大和反相扩大的了解
[2]kevinhg的博客,集成运算同相扩大器和反相扩大器的挑选