從虛斷虛短分析基本運(yùn)放電路

Word從虛斷，虛短分析基本運(yùn)放電路1、前言

上一篇文章我們介紹了（運(yùn)算放大器）的一些基礎(chǔ)知識(shí)，相信看完文章的朋友應(yīng)該對(duì)它有一個(gè)初步的了解了吧!下面我們接著上一節(jié)的內(nèi)容繼續(xù)來(lái)學(xué)習(xí)一下它的簡(jiǎn)單應(yīng)用電路，通過(guò)分析電路的過(guò)程更好的掌握它的原理。讓我們一起來(lái)看看吧。

2、從虛斷，虛短分析基本運(yùn)放電路

上篇文章我們已經(jīng)講過(guò)了“虛短”“虛短”的概念，現(xiàn)在我們就運(yùn)用它來(lái)做一些具體分析吧。

1反相放大電路

圖中運(yùn)放的同向端接地Vp=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(méi)有（電流）注入和流出，那么R1和R2相當(dāng)于是串聯(lián)的，流過(guò)一個(gè)串聯(lián)電路中的每一只組件的電流是相同的，即流過(guò)R1的電流和流過(guò)R2的電流是相同的。

I1=（Vi-V-）/R1一個(gè)

I2=（V--Vout）/R2b

V-=V+=0c

I1=I2d

求解上面的初中代數(shù)方程得Vout=(-R2/R1)*Vi

這就是我們平時(shí)所說(shuō)的反向（放大器）的輸入輸出關(guān)系式了。

很簡(jiǎn)單吧?既然講到了反相放大電路，很容易想到應(yīng)該會(huì)有同相放大電路，那我們接著來(lái)看看同相放大電路又是怎么樣的吧。

2同相放大電路

圖中Vn與Vp虛短，

則Vp=Vn一個(gè)

因?yàn)樘摂?，反向輸入端沒(méi)有電流輸入輸出，通過(guò)R1和R2的電流相等，設(shè)此電流為I，由歐姆定律得：

I=Vout/（R1+R2）b

Vi等于R1上的分壓，即：

我們=I*R1c

由abc式得:

Vout=We*（R1+R2）/R2

這就是同向放大器的輸入輸出電壓關(guān)系了。

3電壓跟隨器

當(dāng)同相放大電路中R1=R2=0

就產(chǎn)生了一種特殊用法，我們稱(chēng)之為電壓跟隨器，很明顯，我們可以知道，它的輸入與輸出是一樣的，你可能會(huì)想，既然這樣，那我們用它有意義嗎?當(dāng)然有，現(xiàn)實(shí)生活中任何一種應(yīng)用電路都不可能憑空出現(xiàn)，運(yùn)放電路具有輸入阻抗高，而輸出阻抗低的特性，使用一級(jí)跟隨器可以避免電路中由負(fù)載的變化而引起輸出量的變化，以使負(fù)載效應(yīng)最小化。這樣在電路中它就相當(dāng)于一個(gè)隔離器或緩沖器，能保證我們電路功能的穩(wěn)定。可以理解吧?

4加法電路

圖中，由虛短可知：

Vn=Vp=0a

由虛斷及基爾霍夫定律(不知道這是啥的可以先不管或百度一下，或者類(lèi)比一下中學(xué)知識(shí)并聯(lián)電路的歐姆定律)可知，通過(guò)R2與R1的電流之和等于通過(guò)R3的電流，故

(V1–Vn)/R1+(V2–Vn)/R2=(Vn–Vout)/R3b

代入a式，b式變?yōu)?/p>

V1/R1+V2/R2=Vout/R3

如果取R1=R2=R3，則上式變?yōu)?/p>

-Vout=V1+V2，

這就是所謂的加法器了。

有了加法電路，那肯定就少不了減法電路吧，減分電路又是怎么樣的呢?現(xiàn)在一起來(lái)看看。

5減法電路

圖中由虛斷可知，通過(guò)R2的電流等于通過(guò)R3的電流，同理通過(guò)R1的電流等于R4的電流，故有

(V2–Vp)/R2=Vp/R3a

(V1–Vn)/R1=(Vn-Vout)/R4...b

如果R2=R3，則

Vp=V2/2c

如果R1=R4，則

Vn=(Vout+V1)/2d

由虛短知Vn=Vpe

所以Vout=V2-V1這就是傳說(shuō)中的減法器了。

6積分電路

圖電路中，由虛短知，反向輸入端的電壓與同向端相等。

由虛斷知，通過(guò)R的電流與通過(guò)C的電流相等。

通過(guò)R的電流

i=V1/R

通過(guò)C的電流

i=CdUc/dt=-CdVout/dt

所以

Vout=((-1/(R*C))∫V1dt

輸出電壓與輸入電壓對(duì)時(shí)間的積分成正比,這就是傳說(shuō)中的積分電路了。

若V1為恒定電壓U，則上式變換為

Vout=-Ut/(RC)

t是時(shí)間，則Vout輸出電壓是一條從0至負(fù)（電源）電壓按時(shí)間變化的直線。

同樣的道理，有積分電路就有微分電路，那微分電路又是怎么樣的呢，我們一起來(lái)看看。

7微分電路

圖中由虛斷知，通過(guò)（電容）C和電阻R的電流是相等的。

由虛短知，運(yùn)放同向端與反向端電壓是相等的。則：

Vout=-i*R=-(R*C)dV1/dt

這是一個(gè)微分電路。

如果V1是一個(gè)突然加入的直流電壓，則輸出Vout對(duì)應(yīng)一個(gè)方向與V1相反的脈沖。

3、總結(jié)

雖然運(yùn)放電路中“虛短”，“虛斷”的概念比較難理解，可能對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)很不友好。以上內(nèi)容在（模擬）電路教科書(shū)中都有，并且每一個(gè)電路都占有很大的篇幅，是不是看著都腦殼大，但當(dāng)你自己真正動(dòng)手去分析一兩個(gè)電路后就會(huì)發(fā)現(xiàn)也不過(guò)如此吧。所以很多時(shí)候我們害怕學(xué)習(xí)新的知識(shí)不是因?yàn)樗旧碚娴暮茈y，更多的是因?yàn)槁?tīng)說(shuō)它好難，所以我覺(jué)得它應(yīng)該就很難，再看到書(shū)本那么厚，又加上老師可能有時(shí)一節(jié)課能翻十幾頁(yè)的內(nèi)容，所以就更難了。所以很多時(shí)候?qū)W習(xí)都是想象中就能學(xué)會(huì)的，要掌握知識(shí)就必須動(dòng)手投入時(shí)間精力去挖掘它。

運(yùn)放電路的應(yīng)用非常廣泛，這一節(jié)的內(nèi)容僅僅冰山一角，是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，還有很多內(nèi)容都由通過(guò)這些基礎(chǔ)電