遇到不会的运放电路怎么办?

遇到不会的运放电路怎么办?,第1张

  在此特别鸣谢 公众号《硬件笔记本》

运放电路总是五花八门,让人眼花缭乱。有时候遇到一个复杂的运放电路,看着都头大,让人无从下手。其实再复杂的电路都是由简单的电路演变而来的,都是有方法的。

分析运放最常用的方法就是“虚短”和“虚断”。毕竟实际工作中很多电路都不能直接套公式,懂得计算才是王道。

下面是我算的部分草稿(还是比较用心了,字写的比较丑,别见笑)

遇到不会的运放电路怎么办?,pIYBAGCwllSAZ4e6AAN2rYbYh_E938.png,第2张

“虚短”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为相同电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。

“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效断开,这一特性称为虚假开路,简称虚断。

下列是常用的几种运放电路

同相运算电路

遇到不会的运放电路怎么办?,pIYBAGCwlmSAXfsyAAL_y5xW9j4947.png,第3张

由虚短,得Vi=V-;

由虚断,得R1,R2可近似看成串联,则流经R1,R2的电流相等,即IR1=IR2;

(Vout-V-)/R2=V-/R1;

即(Vout-Vi)/R2=Vi/R1;

故Vout=Vi*(R2/R1)+Vi=Vi(R2/R1+1);

反相运算电路

遇到不会的运放电路怎么办?,o4YBAGCwlm2AV67tAAJdQWB8gQc002.png,第4张

由虚短,得V-=V+=0;

因此,流经R1电流IR1=(Vi-V-)/R1=Vi/R1;……①

由虚断,得

得IR1=IR2;……②

因此IR2=(-Vout)/R2;……③

根据①②③得:Vout=-Vi*(R2/R1)

加法运算电路1

遇到不会的运放电路怎么办?,pIYBAGCwlnWAOsZsAAJm334Q5Wc641.png,第5张

由虚短,得V-=V+=0;

由虚断,得流经R1,R2和R3电流分别为

IR1=V1/R1;

IR2=V2/R2;

IR3=-Vout/R3;

根据基尔霍夫电流定律,可知流经R3的电流等于IR1+IR2;

即IR3=IR1+IR2;

即-Vout/R3=V1/R1+V2/R2;

若R1,R2,R3的值相同,

则Vout=-(V1+V2);

加法运算电路2

遇到不会的运放电路怎么办?,o4YBAGCwln2AdgyyAAJ58UGJ93s316.png,第6张

由虚断,得R3,R4串联,流过电流相等;

即IR3=IR4;

即(V-) /R3={Vout-(V-)}/R4;

即Vout=(1+R4/R3)*(V-);

由虚断(运放输入阻抗无穷大),得节点P的电流方程

IR1+IR2=0,

即{V1-(V+)}/R1+{V2-(V+)}/R2=0;

化简得(V+)=(V1*R2+V2*R1)/(R1+R2);

由虚短,得V-=V+;

所以Vout=(1+R4/R3)*(V1*R2+V2*R1)/(R1+R2)

若R1=R2,R3=R4,

则Vout=V1+V2;

减法运算电路

遇到不会的运放电路怎么办?,pIYBAGCwlo6AIjf-AAKHqIhf5Fs065.png,第7张

由虚断,得R1和R3,R2和R4可近似看成串联,则流经其电阻电流

IR1=IR3;IR2=IR4;

即{V1-(V+)}/R1=(V+)/R3;……①

{V2-(V-)}/R2={(V-)-Vout}/R4;……②

由虚短得,V-=V+;……③

由①②③得

Vout=(R2+R4)/(R1+R3)*R3/R2*V1-R4/R2*V2

若R1=R2=R3=R4,

则Vout=V1-V2;

积分运算电路

遇到不会的运放电路怎么办?,o4YBAGCwlpWAOkjJAAI2YDegAbY872.png,第8张

由虚短,得V+=V-=0;

由虚断,得IR1=IC1;

又IR1={V1-(V-)}/R1=V1/R1;

又IC1=C1*d(VC1)/dt=-C1*d(Vout)/dt;

化简得Vout={(-1/(R1*C1)}∫V1dt

微分运算电路

遇到不会的运放电路怎么办?,pIYBAGCwlp6AOtvdAAJJgHp8pgw186.png,第9张

由虚短,得V+=V-=0;

由虚断,得IC1=IR1;

又IC1=C1*d(VC1)/dt=C1*d(V1)/dt;

又IR1=(V1-Vout)/R1=(-Vout)/R1;

化简得Vout= -(d(V1)/dt*C1*R1)

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