下圖中的電路演示了如何在開環放大器中新增簡單的反饋環路,將其從無用的裝置轉換為具有許多實際應用的裝置。
通過分析該電路,我們可以看到同相輸入端的電壓為ei,反相輸入端的電壓接近於同相輸入端的電壓,並且輸出端的電壓與反相輸入端的電壓相同。
因此,eo = ei,我們的分析完成了。(根據運放的虛短虛斷理論)
我們分析的簡單性證明了我們得出並可供我們使用的求和點約束的功能和效用。
我們的結果也可以很簡單地通過數學分析來驗證。由於沒有電流在同相輸入端流動,因此電壓跟隨器的輸入阻抗是無限的。輸出阻抗恰好是理想運算放大器本身的阻抗,即為零。
還要注意,沒有電流流過反饋迴路,因此可以在反饋迴路中放置任意(但有限的)電阻,而不會改變理想電路的特性,如下圖所示。
反饋元件上不會出現電壓,並且將進行相同的數學分析。
如果所選的運算放大器是電流反饋型的,則反饋電阻尤為重要。
電流反饋運算放大器的穩定性完全取決於所選反饋電阻的值,設計人員應使用器件資料手冊上建議的值。
1、單位增益電路用作電緩衝器,以將電路或裝置彼此隔離,並防止不良相互作用。
2、作為跟隨功率放大器的電壓,該電路將允許具有低電流能力的電源來驅動重負載。
3、反饋迴路關閉時電壓跟隨器的增益(閉環增益)為1。
4、運放的輸入阻抗為無限大,輸出阻抗為0。
沒有反饋環路的理想運算放大器的增益(開環增益)為無窮大。因此,我們通過增加反饋權衡了控制權。在大多數電路中,從無窮大到統一這樣的增益犧牲是不必要的。
其餘要研究的理想電路將提供所需的任何(有限)閉環增益,同時通過反饋保持控制。
同相端輸入,反相端連線到輸出。
輸出的波形和輸入的波形一致;
實際應用也很常見,比如參考電源等。我們很多人可能在接觸硬體設計時想過或者做過這件事,那就是如下所示:
想獲得3.3v的電源,我們使用5v電壓來分壓獲得;乙個訊號是5v,我們使用分壓來使得訊號幅度降為3.3v,但是很多時候是不能這樣處理的,因為少考慮了輸入阻抗這個概念或者負載的阻抗。
比如你是io口,你使用這個電路將訊號電平轉為3.3v,但是你沒考慮輸入阻抗,如果這個io是高阻抗輸入,那麼當前設計沒問題,如果是阻抗很低的,那麼下面的分壓電阻和輸入阻抗併聯,將會使得總的併聯電阻降低,電壓一定不是3.3v。
如上圖設計,這樣的話輸出阻抗很小,輸入阻抗很大,可以解決負載加上後電壓不穩的情形,但是也請注意,如果負載需要的電流不大,可以這樣設計,如果負載需要電流很大,則不能這樣設計。
兩條曲線完全重合。
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