对比2种运算放大器比例放大电路方案,哪种更好?
电路一点通 2024-05-17

运算放大器,它有两个输入引脚和一个输出引脚。其中两个输入引脚,一个是正相输入,一个是负相输入。


正是因为运算放大器有正相输入和负相输入之分,所以工程师在用运算放大器开发比例放大电路,就有正相比例放大电路和负相比例放大电路两种类型了。

什么是正相呢?又什么是负相呢?

就比例放大电路而言,正相的意思,就是运算放大器输出的电压与输入的电压是成正比例的;同理,负相的意思,就是运算放大器输出的电压与输入的电压也是成正比例关系的,只是多了一个负号。

举例说明

正相比例放大电路

这个比例放大电路,为什么叫做正相比例放大电路呢?

正不正相,我们先不用管它。我们只知道,运算放大器的一个基本电路特性是虚短和虚断。

根据虚断的特性,运算放大器的两个输入引脚,流过的电流是0。也就是流过电阻R1的电流也是0,同样流过电阻R3的电流也是等于流过电阻R2的电流。

所以有Vin = VA。

又根据虚短的特性,运算放大器两个输入引脚的电压是相同的,因此VA = VB。又因为Vin = VA,所以就有Vin = VB。

写到这里,小伙伴们都能理解吧,应该都没问题吧。

对于输出电压Vout,它与R2电阻和R3电阻构成了一个回路。根据电路的欧姆定律,流过电阻R2和电阻R3的电流是等于

I = Vout / (R2 + R3)

这是一方面;另外一方面,对于电阻R2而言,流过它的电流也等于它两端的电压除以它的阻值,也就是

I = VB / R2

VB是什么电压?它既是电阻R2两端的电压,也是运算放大器负相输入引脚的电压,这个电压在数值上,它是等于运算放大器正相输入引脚的电压

所以流过电阻R2的电流,可以表示为

I = VB / R2 = VA / R2 = Vin / R2

我们把这些表示电流的式子,放在一起,就可以计算出来

Vin / R2 = Vout / (R2 + R3)

通过这个式子,可以发现运算放大器输出的电压Vout与输入的电压Vin之间的关系

Vout = Vin * (R2 + R3) / R2

显然,电阻R2加上电阻R3的阻值,是要大于电阻R2阻值的,也就是(R2 + R3) / R2的值是要大于1的。从这个层面讲,Vout是要大于Vin,运算放大器输出的电压是超过了输入的电压,所以这个电路就实现了放大的功能。

而且,这个放大的倍数就是(R2 + R3) / R2,只与这两个电阻的阻值有关系。

不知道有没有发现,经过芯片哥电路的计算,输出的Vout与输入的电压Vin,它俩都是同相的。输入的电压,如果是正电压,输出的电压也是正电压;输入的电压,如果是负电压,输出的电压也是负电压。

这就是正相比例放大电路的原理。

负相比例放大电路

按照运算放大器的原理,同样的计算过程,可以计算出这个比例放大电路,它的输出电压Vout与输入电压Vin之间的关系式

Vout = -Vin * R3 / R1

这个等式就出现了一个“负号”,于是我们就把它称之为负相比例放大电路,输出的电压与输入的电压,有一个反相的关系。

这就是运算放大器的两种比例放大电路方案,一个是正相比例放大,一个是负相比例放大。

免责声明:本文来源@芯片哥,版权归原作者所有,如涉及作品版权问题,请及时与我们联系,谢谢!


声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 硬件
  • 原理图
  • 信号完整性
  • EMI
下载排行榜
更多
评测报告
更多
EE直播间
更多
广告