8。 反相放大器


圖36(a)說明了一個反相放大器。 圖36(b)顯示了使用本章前面開發的運算放大器模型的等效電路。

反相放大器

圖36 –反相放大器

8.1輸入和輸出電阻

如果我們讓圖36(b)減少到圖37(a), 

簡化的反相放大器模型

圖37 - 簡化的反相放大器模型

可以合理地假設這些不等式適用,因為如果它們不正確,輸出將加載輸入並且增益將減小。

可以使用分壓器關係來產生

(71)

並且循環方程得出

(72)

輸入電阻, Rin,從圖37(b)獲得,其中我們用等效電阻替換了從屬源。 這個電阻的值是 v - /一世” 從公式(72)中找到。 對於大 G (即 ),圖37(b)中最右邊的電阻近似為零,並且 .

反相放大器的輸出電阻與非反相放大器的輸出電阻相同。 從而,

(73)

 

8.2電壓增益

我們使用圖36(b)和圖37(a)的等效電路來確定電壓增益。 反相輸入增益, A - = v/vin通過再次做出與尋找輸出電阻相同的假設,從圖37(a)的電路獲得。

這些假設將電路減小到圖38(a)所示的電路,其中我們將電壓源與電阻並聯的電阻源串聯改變。 然後可以組合電阻器以產生圖38(b)的電路。 最後,將電流源轉換回電壓源,以產生圖38(c)的簡化電路。

該電路的環路方程由下式給出

(74)

 

v = Govd,反相電壓增益為

(75)

圖38(部分a,b,c) - 反相輸入增益

我們可以通過進行近似來驗證相對於理想運算放大器增益的結果: RA << 2RcmG >> 1.然後

(76)

這與之前為簡化模型找到的結果相同。

8.3多輸入放大器

(39)

如果電壓 va, vb,…, vm 通過電阻器應用於求和點(反相輸入到運算放大器) Ra, Rb,…, Rm分別如圖39所示,輸出電壓為

(77)

為實現偏差平衡,我們選擇

(78)

讓我們來定義

(79)

那麼輸出電阻就是

(80)

現在假設只使用了兩個輸入。 然後輸出電壓

(81)

輸入電阻為 va 差不多等於 Ra,以及輸入電阻 vb 是約 Rb。 我們可以使這個電路成為單輸入雙輸入夏天,輸出電壓為

(82)

通過設置 RF = Ra = Rb。 選擇從非反相輸入端子到地的電阻以實現偏置平衡。 從而, R1 = RF/ 3,我們有

(83)

通過設置獲得等輸入(即非單位)雙輸入加法器   和 。 在這種情況下,輸出電壓是

(84)

輸入電阻約為 R。 以來 RA = R/ 2,

(85)

If m 輸入通過相等的電阻相加(比如說 R),輸出電壓是

(86)

對於此等增益多輸入反相夏季,每個輸入的輸入電阻約為 R。 以來 RA = R/m,

(87)

(88)

輸出電阻是

(89)

使用741運算放大器設計和分析三輸入反相放大器

輸入電阻是 R分鐘 =8kΩ。

解決方案: 我們使用“理想運算放大器”一章的設計方法來查找 X = 0, Y = 9, Z = -10。

然後

放大器的增益乘數為1 +RF/RA = 10。 我們發現輸入電阻如下:

輸出電阻約為75(10)/ 105 =7.5mΩ。 為實現偏差平衡,我們設定