引言

圖1：待分析電路圖

圖1中的電路哪里是負(fù)反饋？放大倍數(shù)怎么計(jì)算？一起來(lái)看本文吧。

運(yùn)放分析的要義

虛短與虛斷

圖2：運(yùn)算放大器示意圖

（1）虛短

如圖1所示，虛短是指運(yùn)放的輸入端V+和V-可視為電壓差很小，即近似相等：V-=V+，由于并沒(méi)有實(shí)際的物理連接，故我們稱其為虛短（以區(qū)別物理連接的短路），若其中一端接地，則另一端在必要時(shí)，可認(rèn)為虛地。

（2）虛斷

由于運(yùn)放是高阻抗器件，可以認(rèn)為兩個(gè)輸入端向運(yùn)放內(nèi)部流動(dòng)的電流數(shù)值為0，即I+=0,I_=0，直觀感覺(jué)是兩個(gè)端口之間像斷開的，故稱為虛斷。

在電路分析中，根據(jù)情形使用這兩個(gè)概念可以很方便的分析出電路的增益，輸入輸出阻抗等信息。

線性電路的可疊加性

在電路基礎(chǔ)的課程中，我們學(xué)過(guò)線性電路的可疊加性，線性電路中，任一支路電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路分別產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。

實(shí)際應(yīng)用中，若有把AB兩個(gè)電壓源，可以把A接地，單獨(dú)分析電路，再把B接地，分析電路，然后把兩個(gè)結(jié)果相加即可。

實(shí)戰(zhàn)分析

圖1是一個(gè)比較復(fù)雜的運(yùn)放電路，我們對(duì)其做分析，由于電路中只有運(yùn)放和電阻，故為線性電路，滿足線性疊加原理，故令V2= 0：

圖3

對(duì)比模電課本可知這是個(gè)正向放大器：

Vo1 = V+? (1+R6 / ( R2//R4))

V+=V1*(R3//R5)/(R1+R3+R5)

故：

Vo1 = V1?( R3//R5)/(R1+R3//R5)?(1+R6/(R2//R4))

圖4

令V1=0，對(duì)照模電課本可知該電路為反向放大器：

Vo2=?V2?R6/R2

綜上輸出電壓V0：

V0 = V01+V02

V0= V1?( R3//R5)/(R1+R3//R5)?(1+R6/(R2//R4))-V2?R6/R2

若R1, R2= 50，R3, R4，R5, R6=200，且如輸入端為差分電壓（V1 =-V2）則有放大倍數(shù)A：

A=V0/(V1?V2)=V0/2V1=4

反向放大器中為什么沒(méi)有R4？

圖5

如圖5所示，由于虛斷的原因，在運(yùn)放的負(fù)輸入端相當(dāng)于接地，這樣一來(lái)，R4相當(dāng)于被短路了，故沒(méi)有R4參與運(yùn)算，這個(gè)是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的反相放大器。

仿真驗(yàn)證

為了驗(yàn)證分析是否正確，我們使用TI 公司的SPICE仿真軟件TINA [1]驗(yàn)證一下，該軟件可以免費(fèi)申請(qǐng)，其使用方式見我的博文：《TI運(yùn)放仿真軟件TINA》。

圖6：TINA仿真結(jié)果

從圖6中可以看出，測(cè)試點(diǎn)3和點(diǎn)4的電壓分別為100mV/-90度和100mV/+90度（相位相差180度），故差分信號(hào)V4-V3（從運(yùn)放正輸入端到負(fù)輸入端）為200mV/90度，測(cè)試點(diǎn)5為輸出電壓，數(shù)值為800mV/90度，故放大倍數(shù)為：800mV/200mV=4，和分析得到的數(shù)值相同，驗(yàn)證完畢。

差分輸出運(yùn)放分析

圖7：差分輸入的情況 [2]

圖8：?jiǎn)味溯斎氲那闆r [2]