同相放大電路和反相放大電路特性對(duì)比論文

1、論文題目同相放大電路和反相放大電路特性對(duì)比目錄1.緒論11.1 理想運(yùn)算放大器模型11.2 同相放大電路基本電路21.3 負(fù)反饋的基本概念21.4 虛假短路虛短、虛斷31.5 電壓跟隨器阻抗變換31.6 反相放大電路32同相放大電路和反相放大電路的特性比較42.1 阻抗變換特性比較42.2 功率放大特性比較52.3 可否作為緩沖器使用特性比較72.4 傳感器輸出電阻（信號(hào)源內(nèi)阻）的變化對(duì)放大器的選擇82.5 共模抑制比特性比較83同相放大電路和反相放大電路的其他應(yīng)用103.1 求差（減法）電路103.2 求和（加法）電路113.3 積分電路123.4 微分電路133.5 儀用放大器134總結(jié)1

2、45.參考文獻(xiàn)166致謝17學(xué)位論文答辯評(píng)審表同相放大電路和反相放大電路特性對(duì)比摘要: 本文首先簡(jiǎn)明介紹了同相放大電路、反相放大電路的基本電路模型、電路特點(diǎn)及 其幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算，著重研究了兩種放大電路的基本特性和由它們組成的 求差（減法）、求和（加法）、積分、微分電路及儀用放大器。在線性電路理 論分析與計(jì)算的基礎(chǔ)上，從理論計(jì)算和Multisim8.0仿真兩個(gè)方面考察了同相與 反相放大電路的基本特性，得出了一系列結(jié)論。關(guān)鍵詞: 同相放大電路；反相放大電路The Comparison between In-phase Amplifier Circuit and InvertinAmplifie

3、r CircuitAbstract : The study briefly introduced the basic electronic models, features and some technical indexes calculation of Noninverting amplifier circuit and see-saw circuit at first, in which the basic characteristics of the two circuits and their integral and differential circuits and instru

4、ment amplifier had been studied particularly.Based on the calculation and analysis of linear circuit theory, the study investigated the basic characteristics of the two circuits from the aspects of theoretical calculation and Multisim8.0 simulation, and then some conclusions were drawn.Keywords : In

5、-phase amplifier circuit; inverting amplifier circuit同相放大電路和反相放大電路特性對(duì)比1.緒論集成電路運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱(chēng)集成運(yùn)放）是一種電子器件，它是采用一定制造工藝將 大量半導(dǎo)體三極管、電阻、電容等元件及它們之間的連線制作在同一小塊單晶硅的芯片 上，并具有一定功能的電子線路。集成運(yùn)放是一種高增益直接耦合放大器，是最基本、最具有代表性的、應(yīng)用最廣泛 的一種模擬集成電路，它不僅適用于信號(hào)的運(yùn)算、處理、變換、測(cè)量和信號(hào)產(chǎn)生電路， 而且還可用于開(kāi)關(guān)電路中。運(yùn)算放大器作為基本的電子器件，雖然本身具有非線性的特 性，但在許多情況下，它作為線性電路的器件

6、，很容易用來(lái)設(shè)計(jì)各種應(yīng)用電路。隨著集成電路的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一些用于微弱信號(hào)檢測(cè)的高性能專(zhuān)用集成運(yùn) 放。但是，在放大電路的設(shè)計(jì)中，除了要選擇參數(shù)匹配的元器件外，還應(yīng)合理的選擇電 路，使電路的各個(gè)放大性能達(dá)到最佳。用單片集成運(yùn)放加上簡(jiǎn)單的外部電阻可以構(gòu)成同相放大電路和反向放大電路。它們 是集成運(yùn)放作為放大元件使用的兩個(gè)簡(jiǎn)本電路。由這兩個(gè)基本電路還可以組成求差（減 法）、求和（加法）、積分、微分電路及儀用放大器等基本電路。下面介紹集成運(yùn)放內(nèi)部 的主要結(jié)構(gòu)、理想運(yùn)算放大器和電路模型，然后用線性電路理論分析由理想運(yùn)放和電阻、 電容等元件構(gòu)成的簡(jiǎn)單應(yīng)用電路同相放大電路、反相放大電路，確定它們不同的應(yīng)

7、 用場(chǎng)合，為小信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。1.1 理想運(yùn)算放大器模型理想運(yùn)算放大器模型的主要組成部分可歸納如下：（1）輸出電壓 vo 的飽和極值等于運(yùn)放的電源電壓，即 + Vom = V + 和 - Vom = V - 。（2）運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益很高，以至差分輸入電壓（vp-vn）的值盡管小仍可驅(qū)動(dòng) 運(yùn)放進(jìn)入飽和區(qū)。即，若（vp-vn）0，則 vo 將趨于飽和極限電壓+Vom=V+。反之，若（vp-vn） t ，vo 增大，直到 - vo = +Vom ,即運(yùn)放輸出電壓的最大值Vom 受直流電源電壓的限制，致使運(yùn) 放進(jìn)入飽和狀態(tài)，vo 保持不變，而停止積分。圖 3.3 所示積分電路，可用來(lái)作

8、為顯示器的掃描電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器或作為數(shù)學(xué)模擬運(yùn)算器等。3.4 微分電路 C vNi I +vI-viRo圖 3.4微分電路將圖 3.3 積分電路中的電阻和電容元件對(duì)換位置，并選取比較小的時(shí)間常數(shù) RC，便 得圖 3.4 微分電路。這個(gè)電路同樣存在虛地， vN =0 和虛斷 iI = 0, i1 = i 。設(shè) t = 0 時(shí)，電容器 C 的初始電壓 vc(0) = 0 ，當(dāng)信號(hào)電壓VI 接入后，便有i1 = C dvIdtvN - vo = i1R = RC dvIdt從而得vo = -RC dvIdt（3.4.1）上式表明，輸出電壓 vo 正比于輸入電壓 vI 對(duì)時(shí)間的微商，負(fù)號(hào)表示它們的相位

9、相 反。當(dāng)輸入電壓 vI 為節(jié)約信號(hào)時(shí)，考慮到信號(hào)源總存在內(nèi)阻，在 t = 0 時(shí)，輸出電壓仍 為一個(gè)有限值。隨著電容器 C 的充電，輸出電壓 vo 將逐漸地衰減，最后趨近于零。如果輸入信號(hào)時(shí)正弦函數(shù)vi = sin wt ，則輸出信號(hào) vo = -RCw cos wt 。此式表明，vo 的輸出幅度將隨頻率的增加而線性地增加。因此微分電路對(duì)高頻噪聲特別敏感，以致 輸出噪聲可能完全淹沒(méi)微分信號(hào)。微分電路的應(yīng)用是很廣泛的，在線性系統(tǒng)中，除了可作微分運(yùn)算外，在數(shù)字電路中， 常用來(lái)作波形變換，例如將矩形波變換為頂脈沖波。3.5 儀用放大器v1+A1 v3R3 +vn3R4 vR1 = v1 -v2iR

10、1R2v iR2A3 voR1R2.iR23 -v4- A2v2-R3. R4. v4vp3圖 3.5儀用放大器儀用放大器電路如 3.5 所示。由圖可知，它是由運(yùn)放 A1、A2 按同相輸入接法組成 第一級(jí)差分放大電路，運(yùn)放 A3 組成第二級(jí)差分放大電路。在第一級(jí)電路中，v1、v2 分 別加到 A1 和 A2 的同相端，R1 和兩個(gè) R2 組成反饋網(wǎng)絡(luò)，引入了負(fù)反饋，兩運(yùn)放 A1、A2 的兩輸入端形成虛短和虛斷，因而有 vR1 = v1 - v2 和 vR1R1= (v3 - v4)2R2 + R1，故得+v3 - v4 = 2R2R1 vR1 = 1 + 2R2 (v1 - v2)（3.5.1

11、）R1根據(jù)式 4.1.4 的關(guān)系，可得R1 vo = - R4 (v3 - v4) = - R4 1 + 2R2 (v1 - v2)（3.5.2）R3于是電路的電壓增益為R3 R1 Av =voR4 = -1 +2R2 （3.5.3）v1 - v2R3 R1 在儀用放大器中，通常 R2、R3 和 R4 為給定值，R1 用可變電阻代替，調(diào)節(jié) R1 的 值，即可改變電壓增益。由于輸入信號(hào) v1 和 v2 都是從 A1 和 A2 的同相端輸入，電路出現(xiàn)虛短和虛斷現(xiàn)象， 因而流入電路電流等于 0，所以輸入電阻 Ri 。目前，這種儀用放大器已有多種型號(hào) 的單片集成電路產(chǎn)品，在測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用很廣。4總結(jié)本

12、文首先簡(jiǎn)要介紹了同相放大電路，反相放大電路的基本電路模型、電路特點(diǎn)及其 幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算，著重研究了兩種放大電路的基本特性和由它們組成的求差（減法）、求和（加法）、積分、微分電路及儀用放大器。在線性電路理論分析與計(jì)算的基礎(chǔ) 上，從理論計(jì)算和 Multisim8.0 仿真兩個(gè)方面考察了同相與反相放大電路的基本特性。 研究表明：（1）、同相放大電路可作為阻抗變換使用，而反相放大電路不能作為阻抗變換使用。（2）、同相放大電路對(duì)功率有很好的放大作用，而反相放大電路對(duì)功率沒(méi)有放大作 用。（3）、同相放大電路可作為緩沖器使用，而反相放大電路不能作為緩沖器使用。（4）、在同相放大電路中，信號(hào)源內(nèi)阻的大小對(duì)

13、實(shí)際輸入電壓沒(méi)有影響；在反相放 大電路中，信號(hào)源內(nèi)阻的大小對(duì)實(shí)際輸入電壓有影響。（5）、同相運(yùn)算放大器要求有較高的共模抑制比，而反相運(yùn)算放大器對(duì)共模抑制比 沒(méi)有特殊要求。5.參考文獻(xiàn)1 童相海.探析集成運(yùn)放在電功率測(cè)量中的應(yīng)用 J. 制造業(yè)自動(dòng)化, 2010,12(5):21-24.2 董俊宏，王英劍，李小珉. 集成運(yùn)放放大電路的噪聲分析J. 電氣電子教學(xué)學(xué) 報(bào).2006,02(4):52-54.3 蔡錦福.運(yùn)算放大器原理與應(yīng)用M.北京:科學(xué)出版社,2005:12-50.4 康華光,陳大欽,張林.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分M.（第五版）.北京:高等教育出版 社,2006:56-88.5 周勝海,郭淑

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