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ATOS比例放大器根據它的電壓傳輸特性， 根據它的電壓傳輸特性，可 以利用虛短和虛斷的方法 ui R1 i1 u－ u+ － ∞ A + + uo u+ =0 u－=u+=0（虛地） 虛地） i1=if （虛斷） 虛斷） uo Rf =? 電壓放大倍數: 電壓放大倍數 A = ui R1 ui uo =? R1 Rf 2 電路圖 3 輸出波形圖 關于電路的注意事項： 關于電路的注意事項： （1）同相輸入端通常通過電阻 （1）同相輸入端通常通過電阻R2接地 , R2是靜態平衡 同相輸入端通常通過電阻R 電阻，即在靜態時（輸入信號ui＝0）,兩個輸入端對地的 電阻，即在靜態時（輸入信號ui＝ 等效電阻要相等，達到平衡狀態。 等效電阻要相等，達到平衡狀態。其作用是消除靜態基極 電流對輸出電壓的影響。因此： 1//RF。 電流對輸出電壓的影響。因此：R2＝R1//RF。 （2）設ui為正 （2）設ui為正，則uo為負，此時反相輸入端的電位高于輸 為正， uo為負 為負， 出端的電位，輸入電流i 和反饋電流if的實際方向即如圖 出端的電位，輸入電流i1和反饋電流if的實際方向即如圖 中所示，差值電流id＝ if， if削弱了凈輸入電流 中所示，差值電流id＝i1－if，即if削弱了凈輸入電流 （差值電流），故為負反饋。反饋電流if取自輸出電壓uo， ATOS比例閥,ATOS比例安全閥,ATOS比例放大器,ATOS比例防爆閥/39529830/39529839：單榮兵
差值電流） 故為負反饋。反饋電流if取自輸出電壓 ， 取自輸出電壓uo 并與之成正比，故為電壓反饋。 并與之成正比，故為電壓反饋。反饋信號在輸入端是以電 流的形式出現的，它與輸入信號并聯，故為并聯反饋。 流的形式出現的，它與輸入信號并聯，故為并聯反饋。因 此，反相比例運算電路是個并聯電壓負反饋電路 。 總結集成運放可以構成加法、減法、積分、微分、 集成運放可以構成加法、減法、積分、微分、對 數和反對數等多種運算電路。在這些電路中， 數和反對數等多種運算電路。在這些電路中，均 存在深度負反饋。因此， 存在深度負反饋。因此，運放工作在線性放大狀 這時可以使用理想運放模型對電路進行分析， 態。這時可以使用理想運放模型對電路進行分析， 虛短” 虛斷” “虛短”和“虛斷”的概念是電路分析的有力工 具。
同相比例和反相比例、反相比例運算放大電路反相輸入放大電路如圖 1 所示，信號電壓通過電阻 R1 加運放的反相輸入端，輸出電壓 vo 通過反饋電阻 Rf 反饋到運放的反相輸入端，構成電壓并聯負反饋放大 電路。R ?為平衡電阻應滿足 R ?= R1//Rf。 利用虛短和虛斷的概念進行分析，vI=0，vN=0，iI =0，則 圖 1 反相比例運算電路 即 ∴ 該電路實現反相比例運算。 反相放大電路有如下特點 1．運放兩個輸入端電壓相等并等于 0，故沒有共模輸入信號，這樣對運放的共模抑制 比沒有特殊要求。 2．vN= vP，而 vP=0，反相端 N 沒有真正接地，故稱虛地點。 3．電路在深度負反饋條件下，電路的輸入電阻為 R1，輸出電阻近似為零。 二、同相比例運算電路 同相輸入放大電路如圖 1 所示，信號電壓通過電阻 RS 加到運放的同相輸入端，輸出電壓 vo 通過電阻 R1 和 Rf 反饋到運放的反相輸入端，構成電壓串聯負反饋放 大電路。 根據虛短、虛斷的概念有 vN= vP= vS，i1= if 圖 1 同相比例運算電路 于是求得 所以該電路實現同相比例運算。 同相比例運算電路的特點如下 1．輸入電阻很高，輸出電阻很低。 2．由于 vN= vP= vS，電路不存在虛地，且運放存在共模輸入信號，因此要求運放有 較高的共模抑制比。 三、加法運算電路圖 1 所示為實現兩個輸入電壓 vS1 vS2 的反 、 相加法電路，該電路屬于多輸入的電壓并聯負反饋 電路。由于電路存在虛短，運放的凈輸入電壓 vI= 0，反相端為虛地。利用 vI=0，vN=0 和反相端輸入 電流 iI=0 的概念，則有 圖 1 加法運算電路 或 由此得出 若 R1= R2= Rf，則上式變為 –vO= vS1+ vS2 式中負號為反相輸入所致，若再接反相電路，可消去負號，實現符 合 常規的算 術加法。該加法電路可以推廣到對多個信號求和。 從運放兩端直流電阻平衡的要求出發，應取 R?=R1//R2//Rf。 四、減法運算電路 1、反相求和式運算電路 圖 1 所示是用加法電路構成 的減法電路，ATOS比例閥,ATOS比例安全閥,ATOS比例放大器,ATOS比例防爆閥/39529830/39529839：單榮兵
*為反相比例 放大電路 若 Rf1=R1 則 vO1= – ， ， vS1；二為反相加法電路，可 以推導出 圖 1 反相求和式減法電路 若取 R2= Rf2，則 vO = vS1–vS2 由于兩個運放構成的電路均存在虛地，電路沒有共模輸入信號，故允許 vS1、vS2 的共模電 壓范圍較大。 2、差分式減法電路 差分式減法電路圖 1 所示電路可以實現兩個輸入電壓 vS1、vS2 相減,在理想情況下， 電路存在虛短和虛斷，所以有 vI=0，iI=0，由此得下列方程式： 圖 1 及 由于 vN=vP，可以求出 若取 ，則上式簡化為 即輸出電壓 vO 與兩輸入電壓之差（vS2–vS2）成比例，其實質是用差分式放大電路 實現減法功能。 差分式放大電路的缺點是存在共模輸入電壓。因此為保證運算精度應當選擇共模抑制 比較高的集成運放。差分式放大電路也廣泛應用于檢測儀器中，可以用多個集成運放構成性 能更好的差分式放大電路。 五、積分電路圖 1a 所示為基本積分電路。其輸出電壓與輸入電壓成積分運算關系。 利用虛地的概念：vI=0，iI=0，則有 即是電容 C 的充電電流， 即 1 則 式中 vo（t1）為 t1 時刻電容兩端的電壓值，即初始值。/39529830/39529839：單榮兵
