在電子電路理論中,“虛斷”和“虛短”是分析放大電路尤其是運算放大器電路時的兩種基本概念。它們用于簡化電路分析過程,幫助我們更好地理解電路的工作原理和設計思路。
虛斷(Virtual Open):“虛斷”是指雖然運算放大器的反相輸入端(負輸入端)并沒有真正開路,但在理想情況下,該輸入端的輸入阻抗被視為無窮大,使得流入該端的電流極其微小,可以近似為零?;谶@個假設,我們通常認為運算放大器的反相輸入端處于“虛斷”狀態。在實際應用中,由于現代運算放大器的輸入阻抗非常高,這種假設是非常貼近實際情況的。
虛短(Virtual Short):“虛短”是指運算放大器的兩個輸入端在理想情況下電位相等,即使沒有物理上的連接也好似它們之間有一根短路的導線。在負反饋作用下,運算放大器會調整其輸出以保持輸入端之間的電壓差幾乎為零。因此,盡管實際上輸入端并未真正短路,但可以認為它們之間存在“虛短”。這一特性對于很多運算放大器應用至關重要,比如差分放大器、積分器和濾波器等。
運用“虛斷”和“虛短”計算放大電路的放大倍數
對于給定的同相比例放大器電路,輸出電壓Vout可以通過以下公式計算得出:
在利用“虛斷”和“虛短”的概念來進行電路分析時,我們通常將運算放大器視為理想元件。這意味著運算放大器具有無限大的輸入阻抗(導致虛斷),無限的增益和無限小的輸出阻抗。然而,實際的運算放大器與理想情況有所偏差,但這些概念仍然為理解和設計提供了非常有用的起點。
根據Vin/R24=Vout/(R24+RP1)
化簡后可得Vout=Vin(1+RP1/R24),這就是同相比例放大器的計算公式。
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