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含運算放大器電路的分析
含運算放大器電路的分析 - 電子技術(shù)
【含理想運算放大器線性電路分析思路】利用理想運算放大器的虛短和虛斷特性，在運放工作于線性區(qū)的前提下，按以下步驟分析：
第一步：按照虛短特性，找出各結(jié)點對地電位。
第二步：按照虛斷特性，列寫結(jié)點分析方程（輸出結(jié)點除外）。
1、比例放大電路
【例5-3-2】 求圖5-3-1 所示運算放大器的輸出電壓。
解：根據(jù)虛短和虛斷的概念，，，圖中結(jié)點的KCL方程（即為結(jié)點分析方程）為
解得
輸入電壓信號加到運算放大器的同相輸入端與地之間，輸出電壓與同相位，故稱該電路為同相放大電路。
在圖5-3-1的同相放大電路中，令，則得如圖5-3-2所示的電路。由于輸出電壓就是，利用虛短特性，得到
結(jié)果表明，輸出電壓與輸入電壓是相同的，該電路稱為電壓跟隨器。雖然電壓跟隨器不改變輸入電壓，但是它的輸入電阻，故它在電路中常用做阻抗變換器或緩沖器。
【例5-3-3】 求圖5-3-3所示電路中運算放大器的輸出電壓。
解 同相輸入端接地，由虛短特性可知
結(jié)合虛斷特性，對反相端輸入結(jié)點列寫KCL方程
解得
輸出電壓與輸入電壓反號，大小僅取決于與之比，因此該電路就有反相放大的作用，稱為反相放大器。
2、加法電路
【例5-3-4】 求圖5-3-4所示電路中，運算放大器的輸出電壓。
解：由虛短可知。結(jié)合虛斷特性對反相輸入端結(jié)點列寫KCL方程
解得
這是求和（加法）運算的表達式，式中負號是因反相輸入引起，若，則結(jié)果變?yōu)椋骸?圖5-3-4的輸出再接一級反相放大電路，則可消去負號，實現(xiàn)加法運算。該求和電路可以擴展到多個輸入電壓相加。
3、差分放大電路
圖5-3-5是用來實現(xiàn)兩個電壓，相減的求差電路，又稱為差分放大電路。從電路結(jié)構(gòu)上看，它是反相輸入和同相輸入結(jié)合的放大電路。
【例5-3-5】 求圖5-3-5所示電路中運算放大器的輸出電壓。
解：利用虛斷，對兩個輸入結(jié)點列寫KCL方程
且
聯(lián)立上述三個方程，消去，得
結(jié)果表明：輸出電壓與兩輸入電壓之差成比例，即實現(xiàn)了差分放大功能，故這一電路稱為差分放大器。
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