8。 反相放大器
图36(a)说明了一个反相放大器。 图36(b)显示了使用本章前面开发的运算放大器模型的等效电路。
8.1输入和输出电阻
如果我们让图36(b)减少到图37(a),
可以合理地假设这些不等式适用,因为如果它们不正确,输出将加载输入并且增益将减小。
可以使用分压器关系来产生
并且循环方程得出
输入电阻, Rin,从图37(b)获得,其中我们用等效电阻替换了从属源。 这个电阻的值是 v–/我” 从公式(72)中找到。 对于大 G (即 ),图37(b)中最右边的电阻近似为零,并且 .
反相放大器的输出电阻与非反相放大器的输出电阻相同。 从而,
8.2电压增益
我们使用图36(b)和图37(a)的等效电路来确定电压增益。 反相输入增益, A– = v输出/vin通过再次做出与寻找输出电阻相同的假设,从图37(a)的电路获得。
这些假设将电路减小到图38(a)所示的电路,其中我们将电压源与电阻并联的电阻源串联改变。 然后可以组合电阻器以产生图38(b)的电路。 最后,将电流源转换回电压源,以产生图38(c)的简化电路。
该电路的环路方程由下式给出
自 v输出 = Govd,反相电压增益为
我们可以通过进行近似来验证相对于理想运算放大器增益的结果: RA << 2Rcm 和 G >> 1.然后
这与之前为简化模型找到的结果相同。
8.3多输入放大器
如果电压 va, vb,…, vm 通过电阻器应用于求和点(反相输入到运算放大器) Ra, Rb,... Rm分别如图39所示,输出电压为
为实现偏差平衡,我们选择
让我们来定义
(79)
那么输出电阻就是
现在假设只使用了两个输入。 然后输出电压
输入电阻为 va 差不多等于 Ra,以及输入电阻 vb 约 Rb。 我们可以使这个电路成为单输入双输入夏天,输出电压为
通过设置 RF = Ra = Rb。 选择从非反相输入端子到地的电阻以实现偏置平衡。 从而, R1 = RF/ 3,我们有
通过设置获得等输入(即非单位)双输入加法器 和 。 在这种情况下,输出电压是
输入电阻约为 R。 自 RA = R/ 2,
If m 输入通过相等的电阻相加(比如说 R),输出电压是
对于此等增益多输入反相夏季,每个输入的输入电阻约为 R。 自 RA = R/m,
和
输出电阻是
例如:
使用741运算放大器设计和分析三输入反相放大器
输入电阻是 R分钟 =8kΩ。
解决方案: 我们使用“理想运算放大器”一章的设计方法来查找 X = 0, Y = 9, Z = -10。
然后
放大器的增益乘数为1 +RF/RA = 10。 我们发现输入电阻如下:
输出电阻约为75(10)/ 105 =7.5mΩ。 为实现偏差平衡,我们设定