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技術(shù)專題
單片機(jī)開發(fā)基本放大器配置：同相放大器
用運(yùn)算放大器放大
運(yùn)算放大器用途廣泛，可以集成到各種有趣的創(chuàng)意電路中。但是，有時(shí)我們要做的只是增加信號的幅度，對于這些應(yīng)用，我們擁有基本的運(yùn)算放大器同相放大器配置。這種簡單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個(gè)運(yùn)算放大器和兩個(gè)電阻，其連接方式如下：
當(dāng)我們說這個(gè)電路是“非反相”時(shí)，是指它對輸入信號施加正增益。如果將穩(wěn)定電壓連接到輸入端子，則輸出電壓將等于輸入電壓乘以某個(gè)數(shù)字，而極性不變。如果將正弦信號施加到輸入端子，則運(yùn)算放大器將增加信號的幅度而不會產(chǎn)生180°的相位差。
通過將輸入信號連接至運(yùn)算放大器的同相輸入端子來實(shí)現(xiàn)同相操作。增益幾乎完全由兩個(gè)電阻確定，這兩個(gè)電阻形成一個(gè)連接在運(yùn)放輸出和其負(fù)輸入端子之間的反饋網(wǎng)絡(luò)。
您可能會從視頻中看到關(guān)于負(fù)反饋的信息，運(yùn)算放大器的開環(huán)增益不是無限的，因此它確實(shí)會影響閉環(huán)增益（G CL），但實(shí)際上影響很小，可以達(dá)到微不足道。因此，我們可以安全地表示同相放大器的增益，如下所示：
輸入阻抗
當(dāng)我們試圖將電壓從一個(gè)子電路轉(zhuǎn)移到另一個(gè)子電路時(shí)，產(chǎn)生信號的子電路應(yīng)具有低輸出阻抗，而接收信號的子電路應(yīng)具有高輸入阻抗。同相放大器的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是它具有很高的輸入阻抗，因?yàn)檩斎胄盘栔苯舆B接到運(yùn)算放大器的輸入端子。
了解同相放大器
在有關(guān)負(fù)反饋的視頻中，我們了解到，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)增益大約等于反饋因子的倒數(shù)：
如果將R 1和R 2視為電阻分壓器反饋網(wǎng)絡(luò)，則可以使用G CL和β之間的這種關(guān)系來得出同相放大器增益的表達(dá)式；在有關(guān)負(fù)反饋的教程中簡要演示了此技術(shù)。在本視頻中，我們將使用典型的電路分析來找到增益。
1、 輸入電壓V IN施加到同相輸入端子，虛擬短假設(shè)使我們可以將該輸入電壓直接傳遞到同相輸入端子。
2、 V IN在反相輸入端產(chǎn)生V的電流IN / R 1朝向地面流動。
3、 我們假設(shè)沒有電流流入或流出運(yùn)算放大器的輸入端子，因此，流經(jīng)R 2的電流必須等流經(jīng)R 1的電流：I R2 = V IN / R 1。該電流從運(yùn)算放大器的輸出端子流出。
4、R 2兩端的電壓降為I R2 ×R 2 =（V IN R 2）/ R 1。
5、由于R 2的低壓端子連接到反相輸入端子，因此輸出電壓等于V IN加上R 2兩端的電壓：V OUT = V IN +（V IN R 2）/ R 1 = V IN（1 + R 2 / R 1）。