運(yùn)算放大器的兩種比例放大電路方案介紹
發(fā)布時(shí)間：2023-09-25 欄目行業(yè)：產(chǎn)品知識(shí) 瀏覽次數(shù)：
運(yùn)算放大器，它有兩個(gè)輸入引腳和一個(gè)輸出引腳。其中兩個(gè)輸入引腳，一個(gè)是正相輸入，一個(gè)是負(fù)相輸入。
正是因?yàn)檫\(yùn)算放大器有正相輸入和負(fù)相輸入之分，所以工程師在用運(yùn)算放大器開(kāi)發(fā)比例放大電路，就有正相比例放大電路和負(fù)相比例放大電路兩種類(lèi)型了。就比例放大電路而言，正相的意思，就是運(yùn)算放大器輸出的電壓與輸入的電壓是成正比例的；同理，負(fù)相的意思，就是運(yùn)算放大器輸出的電壓與輸入的電壓也是成正比例關(guān)系的，只是多了一個(gè)負(fù)號(hào)。這個(gè)比例放大電路，為什么叫做正相比例放大電路呢？正不正相，我們先不用管它。我們只知道，運(yùn)算放大器的一個(gè)基本電路特性是虛短和虛斷。根據(jù)虛斷的特性，運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入引腳，流過(guò)的電流是0。也就是流過(guò)電阻R1的電流也是0，同樣流過(guò)電阻R3的電流也是等于流過(guò)電阻R2的電流。又根據(jù)虛短的特性，運(yùn)算放大器兩個(gè)輸入引腳的電壓是相同的，因此VA = VB。又因?yàn)閂in = VA，所以就有Vin = VB。寫(xiě)到這里，小伙伴們都能理解吧，應(yīng)該都沒(méi)問(wèn)題吧。對(duì)于輸出電壓Vout，它與R2電阻和R3電阻構(gòu)成了一個(gè)回路。根據(jù)電路的歐姆定律，流過(guò)電阻R2和電阻R3的電流是等于
這是一方面；另外一方面，對(duì)于電阻R2而言，流過(guò)它的電流也等于它兩端的電壓除以它的阻值，也就是
VB是什么電壓？它既是電阻R2兩端的電壓，也是運(yùn)算放大器負(fù)相輸入引腳的電壓，這個(gè)電壓在數(shù)值上，它是等于運(yùn)算放大器正相輸入引腳的電壓
I = VB / R2 = VA / R2 = Vin / R2
我們把這些表示電流的式子，放在一起，就可以計(jì)算出來(lái)
Vin / R2 = Vout / (R2 + R3)
通過(guò)這個(gè)式子，可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)算放大器輸出的電壓Vout與輸入的電壓Vin之間的關(guān)系
Vout = Vin * (R2 + R3) / R2
顯然，電阻R2加上電阻R3的阻值，是要大于電阻R2阻值的，也就是(R2 + R3) / R2的值是要大于1的。從這個(gè)層面講，Vout是要大于Vin，運(yùn)算放大器輸出的電壓是超過(guò)了輸入的電壓，所以這個(gè)電路就實(shí)現(xiàn)了放大的功能。而且，這個(gè)放大的倍數(shù)就是(R2 + R3) / R2，只與這兩個(gè)電阻的阻值有關(guān)系。不知道有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)芯片哥電路的計(jì)算，輸出的Vout與輸入的電壓Vin，它倆都是同相的。輸入的電壓，如果是正電壓，輸出的電壓也是正電壓；輸入的電壓，如果是負(fù)電壓，輸出的電壓也是負(fù)電壓。這就是正相比例放大電路的原理。
按照運(yùn)算放大器的原理，同樣的計(jì)算過(guò)程，可以計(jì)算出這個(gè)比例放大電路，它的輸出電壓Vout與輸入電壓Vin之間的關(guān)系式
這個(gè)等式就出現(xiàn)了一個(gè)“負(fù)號(hào)”，于是我們就把它稱(chēng)之為負(fù)相比例放大電路，輸出的電壓與輸入的電壓，有一個(gè)反相的關(guān)系。這就是運(yùn)算放大器的兩種比例放大電路方案，一個(gè)是正相比例放大，一個(gè)是負(fù)相比例放大。
