EDA365电子工程师网

标题: 菜鸟请教：运算放大器2个输入端电位为什么相等呢 [打印本页]
作者: flywinder    时间: 2013-3-28 15:23
标题: 菜鸟请教：运算放大器2个输入端电位为什么相等呢
菜鸟请教各位一个很初级的问题，运算放大器2个输入端电位为什么相等呢
作者: xin_515    时间: 2013-3-28 15:54
理想情况下，开环增益无穷大，从而使得差分输入电压接近于0。
作者: bluskly    时间: 2013-3-28 16:52
本帖最后由 bluskly 于 2013-3-28 16:55 编辑 3 y/ g- S( `2 s' c6 T5 U

! I9 Q% [0 K: J* \2 P+ R2 A, o    运放“虚短” 的实现有两个条件：
. J2 x% g+ I# s6 E    1 ) 运放的开环增益A要足够大；
0 A. p2 M! ], \9 r! \    2 ) 要有负反馈电路。
1 t- o( B: j; t: U     先谈第一点，我们知道，运放的输出电压Vo等于正相输入端电压与反相输入端电压之差Vid乘以运放的开环增益A。即
: i1 O( D: S8 I7 @, @! B& h8 h     Vo = Vid * A = (VI+ - VI-) * A                                        ( 1 )
" G' B; l5 N7 X7 T" B9 r      由于在实际中运放的输出电压不会超过电源电压，是一个有限的值。在这种情况下，如果A 很大，(VI+ - VI-)就必然很小；如果(VI+ - VI-)小到某程度，那么我们实际上可以将其看作0，这个时候就会有VI+ = VI-，即运放的同相输入端的电压与反相输入端的电压相等，好象连在一起一样，这我们称为“虚短路” 。注意它们并未真正连在一起，而且它们之间还有电阻，这一点一定要牢记。$ w/ Y6 W' ^* l% v
      在上面的讨论中，我们是怎样得到“虚短” 的结果的呢？- R$ ]7 m9 y2 c+ l- F
      我们的出发点是公式 ( 1 ) ，它是运放的特性，是没有问题的，我们可以放心。然后，我们作了两个重要的假设，一个是运放的输出电压大小有限，这没有问题，运放输出当然不会超过电源，因此这个假设绝对成立，所以以后我们就不提了。第二个是说运放开环增益A很大。普通运放的A通常都达10**6，10**7甚至更高，这个假设一般没问题，但不要忘记，运放的实际开环增益还与其工作状态有关，离开了线性区，A就不一定大了，所以，这第二个假设是有条件的，我们也先记住这一点。
+ s* }( d6 D( D       因此我们知道，当运放的开环增益A很大时，运放可以有“虚短” 。但这只是可能性，不是自动就实现的，随便拿一个运放说它的两个输入端是“虚短” 没有人会相信。“虚短” 要在特定的电路中才能实现。5 T% k$ @. d* k0 X1 x
       请先看图1的电路，如果我们将反相输入端IN-的电平固定，比如在0V，在同相输入端IN+加一个固定电压V1，并取V1 = 1mV，设运放的A = 10**6。这样，按照公式( 1 ) ，运放的输出电压Vo应该为
% f& R( V. F/ n. L9 U' _+ ~! d       Vo     =    A * ( V1 – 0 ): {9 ]8 v& j7 U8 f0 o7 _: x
                =     1000000 * 1 /1000' `! j- U+ Z5 E) C) g1 V
                =     1000 (V)2 T2 B. [/ x* j* N! V+ ^! v
       显然，Vo 到不了1000V，它上升不到VCC运放就饱和了，A也不再是1000000了，上面的计算完全不成立，输出电压停止在比VCC略小的数值上。( T6 \6 m) Q' \) n9 |
       这种是没有负反馈的情况，比较器就工作在这种情况，“虚短” 在这里不存在，两个输入段之间的电压差是1mV。
. D/ f5 B6 h  J      如果我们加上负反馈电路，如图2所示，即将输出电压Vo的一部分反送到运放的反相输入端。初始时V1 = 0，Vo = 0，反相输入端的电压也是0。然后我们同样将V1调为1mV，在V1调高这一瞬间，(VI+ - VI-) = 1mV，运放受到这样一个正输入电压，其输出电压马上上升。由于有负反馈，VI- = Vo * R1 / (R1 + Rf) 也跟着上升，从而使得(VI+ - VI-)变小，这一小，Vo上升就变慢。最后，当Vo上升到一个值，使得VI- = VI+ = V1，即(VI+ - VI-) = 0，这时Vo就不动了，而运放的两个输入端就处于“虚短” 状态。可以看出，“虚短” 所以得以实现是由于有负反馈使VI- 逼近VI+的缘故。
  W/ f: h$ o& r4 G所以“虚短” 存在的条件是：' _: l5 {) [- d4 E
       1 ) 运放的开环增益A要足够大；
: v! N. ]# \1 i' V" I       2 ) 要有负反馈电路。
作者: zlpkcnm    时间: 2013-3-28 17:04
4个字
8 {6 v/ P" z( j, N8 h1 U5 n
% W6 x- _. u, |0 m- ?8 f  K0 G虚短虚断
作者: 一根琴弦ai    时间: 2013-3-28 22:08
虚短就是同相输入端与反相输入端的点位差为0，所以电压接近一致
作者: wangxingping    时间: 2013-4-4 19:25
bluskly 发表于 2013-3-28 16:52
' N( A0 a$ ?$ u3 q% O- c/ F运放“虚短” 的实现有两个条件：
; Y! i. |" o) g. S# O+ H' I    1 ) 运放的开环增益A要足够大；7 M3 C  u1 P, A
    2 ) 要有负反馈电路。

( ?& h1 k5 x( g" V  t乍一听，你说的没有问题，但是如果两个输入端的电压趋近与相等后那么输出的电压（Vo=A*0）也就接近零了.
作者: bluskly    时间: 2013-4-6 00:28
wangxingping 发表于 2013-4-4 19:25 ' n! @* U5 i' N. X$ L
乍一听，你说的没有问题，但是如果两个输入端的电压趋近与相等后那么输出的电压（Vo=A*0）也就接近零了.

. }0 Q" p+ ~! ?. Q& Y( o理想运放：输入端接近于零，放大倍数为无穷大。



欢迎光临 EDA365电子工程师网 (https://bbs.elecnest.cn/) Powered by Discuz! X3.2