运放的虚短虚断Word文件下载.docx

1、在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入暂时忘掉那些输入输出关 系的公式这些东东只会干扰你，让你更糊涂；也请各位暂时不要理会输入 偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。我 们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器 当做理想放大器来分析也不会有问题）。虚短用来的出电压相等，虚短用来得出无电流流经。1）反向放大器:图1图一运放的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短，所以也是0V,反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么 R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的

2、每一只组件的电流是相同的， 即流过R1的电流和流过R2 的电流是相同的。流过 R1 的电流：11 = （Vi - V- ）/R1 a流过R2的电流：I2 = （V- - Vout）/R2 bV- = V+ = 0 c11 = I2 d求解上面的初中代数方程得 Vout = （-R2/R1）*Vi这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。2）同向放大器：图二中Vi与V-虚短，则Vi = V- a因为虚断，反向输入端没有电流输入输出，通过 R1和R2的电流相等，设此电流为I，由欧姆定律得：I二Vout/（R1+ R2）bVi等于R2上的分压， 即: Vi = I*R2 c由abc式得Vout二V

3、i*（R1+R2）/R2这就是传说中的同向放大器的公式了。3）加法器1:图三中，由虚短知：V- = V+ = 0 a由虚断及基尔霍夫定律知，通过R2与R1的电流之和等于通过R3的电流，故（V1-V-）/R1 + （V2 - V-）/R2 = （Vout - V- ）/R3 b代入a式，b式变为V1/R1 + V2/R2 = Vout/R3 如果取R仁R2=R3则上式变为Vout=V1+V2这就是传说中的加法器了。4）加法器2:图4请看图四。因为虚断，运放同向端没有电流流过，则流过 R1和R2的电流相等,同理流过R4和R3的电流也相等。故（V1 - V+）/R1 = （V+ - V2）/R2 a

4、（Vout - V-）/R3 = V- /R4 b由虚短知：V+ = V-c如果R仁R2 R3=R4则由以上式子可以推导出 V+=（V1 + V2）/2 V- = Vout/2 故 Vout = V1 + V2 也是一个加法器，呵呵！5）减法器图5图五由虚断知，通过R1的电流等于通过R2的电流，同理通过R4的电流等于R3的电流，故有（V2 - V+）/R1 = V+/R2 a（V1 - V-）/R4 = （V- - Vout）/R3 b女口果R1=R2 贝卩V+ = V2/2 c如果 R3=R4 贝卩 V- = （Vout + V1）/2 d由虚短知V+ = V- e所以Vout=V2-V1这

5、就是传说中的减法器了。6）积分电路：Cl图六电路中，由虚短知，反向输入端的电压与同向端相等，由虚断知，通过R1的电流与通过C1的电流相等。通过R1的电流i=V1/R1通过 C1 的电流 i=C*dUc/dt二-C*dVout/dt所以Vout=（- 1/（R1*C1） /V1dt输出电压与输入电压对时间的积分成正比，这就是传说中的积分电路了。若V1为恒定电压U,则上式变换为 Vout = -U*t/（R1*C1） t 是时间，则Vout输出电压是一条从0至负电源电压按时间变化的直线。7）微分电路：图七中由虚断知，通过电容 C1和电阻R2的电流是相等的，由虚短知，运放同向端与反向端电压是相等的。

6、则：Vout = -i * R2 = -（R2*C1）dV1/dt这是一个微分电路。如果V1是一个突然加入的直流电压，则输出 Vout对应一个方向与V1相反的脉 冲。8）差分放大电路由虚短知Vx = V1 aVy = V2b由虚断知，运放输入端没有电流流过，则 R1、R2 R3可视为串联，通过每一个电阻的电流是相同的， 电流l=（Vx- Vy）/R2cVo1-Vo2=l*（R1+R2+R3） = （Vx-Vy）（R 1+R2+R3）/R2 d由虚断知，流过R6与流过R7的电流相等，若R6=R7 则Vw = Vo2/2同理若 R4=R5 贝卩 Vout - Vu = Vu - Vol，故 Vu

7、= （Vout+Vo1）/2由虚短知，Vu二Vw g由 efg 得 Vout = Vo2 - Vol h由 dh 得 Vout = （Vy - Vx）（R1+R2+R3）/R2 上式中（R1+R2+R3）/R2是定值，此值确定了差值（Vy - Vx）的放大倍数。这个电路就是传说中的差分放大电路了。9）电流检测：分析一个大家接触得较多的电路。很多控制器接受来自各种检测仪表的020mA或 420mA电流，电路将此电流转换成电压后再送 ADC专换成 数字信号，图九就是这样一个典型电路。如图 420mA电流流过采样100Q电阻R1,在R1上会产生0.42V的电压差。由虚断知，运放输入端没有电流流过，则

8、流过R3和R5的电流相等，流过R2和R4的电流相等。故：（V2- Vy）/R3 = Vy/R5 a（V1-Vx）/R2 = （Vx- Vout）/R4 bVx = Vy c电流从020mA变化，则V1 = V2 + （0.42） d由 cd 式代入 b 式得（V2 + （0.42）-Vy）/R2 = （Vy- Vout）/R4 e如果 R3=R2 R4=R5 则由 e-a 得 Vout = - （0.42）R4/R2 f图九中 R4/R2=22k/10k=2.2，贝S f 式 Vout = -（0.884.4）V ,即是说，将420mA电流转换成了 -0.88 -4.4V 电压，此电压可以送

9、ADC去处理。10）电压电流转换检测：电流可以转换成电压，电压也可以转换成电流。图十就是这样一个电路。上图的负反馈没有通过电阻直接反馈，而是串联了三极管 Q1的发射结，大家可不要以为是一个比较器就是了。只要是放大电路，虚短虚断的规律仍然是符合的！则（Vi - V1）/R2 = （V1V4）/R6 a同理（V3-V2）/R5 =V2/R4b由虚短知V1 = V2 c如果 R2=R6 R4=R5 则由 abc 式得 V3-V4二Vi上式说明R7两端的电压和输入电压 Vi相等，则通过R7的电流I二Vi/R7，如果 负载RLvvIOO，则通过Rl和通过R7的电流基本相同11）传感器检测：来一个复杂的，

10、呵呵！图一是一个三线制PT100前置放大电路。PT100 传感器引出三根材质、线径、长度完全相同的线，接法如图所示。有 2V的电压加在由R14 R20 R15 Z1、PT100及其线电阻组成的桥电路上。 Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各电容在电路中起滤波和保护作用，静态分析时可不予理会， Z1、Z2、Z3可视为短路，D11、D12、D83及各电容可视为开路。由电阻分压知， V3=2*R20/（R14+20）=200/1100=2/11 a由虚短知，U8B第6、7脚 电压和第5脚电压相等 V4=V3 由虚断知，U8A第2脚没有电流流过，则流过 R18和R19上的电流相等。（V2-V4

11、）/R19=（V5- V2）/R18 c由虚断知，U8A第 3脚没有电流流过，V仁V7d在桥电路中R15和Z1、PT100 及线电阻串联，PT100与线电阻串联分得的电压通过电阻 R17加至U8A的第3脚，V7=2*（Rx+2R0）/（R15+Rx+2R0）.e由虚短知，U8A第 3脚和第2脚电压相等， V仁V2f由 abcdef 得，（V5-V7）/100=（V7-V3）/2.2 化简得 V5=（102.2*V7-100V3）/2.2即 V5=204.4（Rx+2R0”（1000+Rx+2R0） - 200/11 g上式输出电压V5是Rx的函数我们再看线电阻的影响。Pt100最下端线电阻上产生的电压降经过中间的线电阻、Z2、R22,加至U8C的第10脚，由虚断知， V5=V8=V9=2*R0/（R15+Rx+2R0）a（V6-V10）/R25=V10/R26 b由虚短知，V10=V5c由式 abc 得 V6=（102.2/2.2）V5=204.4R0/2.2（1000+Rx+2R0） h由式gh组成的方程组知，如果测出 V5 V6的值，就可算出Rx及R0,知道Rx, 查pt100分度表就知道温度的大小了。