2022-2023学年高二物理竞赛课件：同相输入和反相输入放大电路的其他应用

同相输入和反相输入放大电路的其他应用 同相输入和反相输入放大电路的其他应用 求差电路 仪用放大器 求和电路 积分电路和微分电路 2.4.1 求差电路 从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。 当 则 若继续有 则 根据虚短、虚断和N、P点的KCL得： 由运放构成的电压跟随器输入电阻高、输出 电阻低，常作为阻抗变换器或缓冲器。 电压跟随器，输出电压与输入电压相同，电压放大倍数恒小于且接近1。 输入阻抗高，输出阻抗低。输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低，通常可以到几欧姆，甚至更低。 电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为，电压放大器的输出阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提保证。 4 题外话：用运放构成电压跟随器的电路，传统教科书仅是简单的把输出和反相输入端连接起来完事儿（如图一），而实际电路要复杂的多，稳定性问题不可忽视！本文是在一家日本IC厂家网站上找到的，希望对实际应用有一点帮助。 电压跟随器，顾名思义，就是输出电压与输入电压是相同的，就是说，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。 电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低，一般来说，输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低，通常可以到几欧姆，甚至更低。 在电路中，电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为，电压放大器的输出阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提保证。 电压跟随器的另外一个作用就是隔离，在HI-FI电路中，关于负反馈的争议已经很久了，其实，如果真的没有负反馈的作用，相信绝大多数的放大电路是不能很好的工作的。但是由于引入了大环路负反馈电路，扬声器的反电动势就会通过反馈电路，与输入信号叠加。造成音质模糊，清晰度下降，所以，有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路，试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。但是，由于放大器的末级的工作电流变化很大，其失真度很难保证。 图5－14 由于该电路的输入电阻Ri为无限大(uin=0)和输出电阻Ro为零，将它插入两个双口网络之间(图)时，既不会影响网络的传递特性，又能对网络起隔离作用，故又称为缓冲器。 2.3.2 反相放大电路 1. 基本电路 2. 几项技术指标的近似计算 （1）电压增益Av 根据虚短和虚断的概念有 vn≈ vp＝ 0 ， ii＝0 所以 i1＝i2 即 （可作为公式直接使用） 2.3.2 反相放大电路 2. 几项技术指标的近似计算 （2）输入电阻Ri （3）输出电阻Ro Ro→0 2.3.2 反相放大电路 当R2>> R3时，（1）试证明Vs＝( R3R1/R2 ) Im 例2.3.3直流毫伏表电路 （2）R1＝R2＝150k，R3＝1k，输入信号电压Vs＝100mV时，通过毫伏表的最大电流Im(max)＝？ 解（1）根据虚断有 Ii =0 所以 I2 = Is = Vs / R1 又根据虚短有 Vp = Vn =0 R2和R3相当于并联，所以 –I2R2 = R3 (I2 - Im ) 所以 当R2>> R3时，Vs＝( R3R1/R2 ) Im （2）代入数据计算即可 end $