运算放大器放大倍数计算公式分享-KIA MOS管
运算放大器基本公式
运算放大器是一种重要的电路元件,常用于模拟信号处理和放大。
运算放大器基本公式为:
Vout = A(V+ - V-)
其中,Vout是输出电压,V+和V-分别是非反馈和反馈输入电压,A是放大器的放大倍数。
运算放大器计算公式
应用运算放大器时,需要根据具体电路计算放大倍数A和输出电压Vout等参数。
以下是几个常用的计算公式:
A = -(Rf / Rin)
Vout = -A(Vin - Vref)
Vout = A(Vin+ - Vin-)
放大倍数的计算:
对于同相比例放大器,放大倍数可以表示为:A = -(Rf / Rin),其中Rf是反馈电阻,Rin是输入电阻。
在单端输入的同相放大电路中,直流电压放大倍数等于 R45+R42 / R42 ,而交流放大倍数则是一个变量,取决于信号频率。
运算放大器的特点:
差分输入
高输入阻抗
低输出阻抗
大增益(一般为10^5~10^6)
无输出电阻限制
常用的放大器
差动放大器:
有时可以用在仪表放大器的场合。其电路只需一个运算放大器,如图1所示。在对高输入阻抗或者增益没有苛刻要求的场合,使用它是很方便的。
该电路的传递函数为:
差动放大器的优点是结构简单,最主要的缺点是输入阻抗很低。由于增益由R1/R2决定,因此需要在高增益和高输入阻抗间做出折中。此外,将信号分压变小后再进行放大(如同相通路),并不是获得良好噪声性能的方法。对于反相通路而言,加入了额外的电阻,并且反相放大电路的噪声增益总比信号增益高。提高输入阻抗就要求增加电阻的数值,这样将会产生更多的噪声。最后,共模抑制比也受到限制。为了改善这些缺点,第一步是对输入进行缓冲,这样就解决了输入阻抗的问题,如图2所示。
在对输入进行缓冲的同时,如果引入一些增益,除了可以得到高阻抗,还会产生很好的噪声性能,如图3所示。
电路中差动放大器的噪声仍然存在,但折算到输入端时噪声要除以第一级的增益。由于可以使用阻值非常小的电阻器,因此第一级的噪声可以做得非常低,而且不影响输入阻抗。这种结构的另外一个好处是在高增益时有较宽的带宽。原因是电压反馈放大器具有一定的增益带宽乘积,通过把增益分散到两级放大器,可使每一级的增益比较低,降低差动放大器级的增益,从而不会被增益带宽乘积所限制。然而还有一个没解决的问题就是共模抑制比。图3的电路将共模信号和差分信号都放大了,而所有的共模抑制都在差分放大级实现,因此,很容易超过第一级的输入电压范围。
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