運(yùn)算放大器上下為什么要加電壓
輸入阻抗跟一個(gè)普通的電抗元件沒(méi)什么兩樣,它反映了對(duì)電流阻礙作用的大小。對(duì)于電壓驅(qū)動(dòng)的電路,輸入阻抗越大,則對(duì)電壓源的負(fù)載就越輕,因而就越容易驅(qū)動(dòng),也不會(huì)對(duì)信號(hào)源有影響;而對(duì)于電流驅(qū)動(dòng)型的電路,輸入阻抗越小,則對(duì)電流源的負(fù)載就越輕。因此,我們可以這樣認(rèn)為:如果是用電壓源來(lái)驅(qū)動(dòng)的,則輸入阻抗越大越好;如果是用電流源來(lái)驅(qū)動(dòng)的,則阻抗越小越好(注:只適合于低頻電路,在高頻電路中,還要考慮阻抗匹配問(wèn)題。另外如果要獲取最大輸出功率時(shí),也要考慮阻抗匹配問(wèn)題。)
下圖黃色圈這里說(shuō)明了輸入阻抗不足而引起的輸出誤差,實(shí)際應(yīng)為1V,但仿真結(jié)果只有919.68mV,這在高精度應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生不好的影響。
所謂的輸入電阻就是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻,但是不包括信號(hào)源的內(nèi)阻。這里我們假設(shè)信號(hào)源的內(nèi)阻不變,當(dāng)放大電路與信號(hào)源相接時(shí),放大電路就成為信號(hào)源的負(fù)載了,它必從信號(hào)源索取電流,電流的大小表明放大電路對(duì)信號(hào)源的影響程度。如果運(yùn)放的輸入阻抗越大,就表明放大電路從信號(hào)源索取的電流越小,信號(hào)源的內(nèi)阻不變,電流越小,即信號(hào)源內(nèi)阻上的電壓就越小,信號(hào)電壓損失越小。而放大電路得到的輸入電壓越接近信號(hào)源電壓,因?yàn)檩斎胱杩乖酱?,信?hào)源的信號(hào)基本上能全部落到放大器上,不至于被信號(hào)源的內(nèi)阻消耗掉。
在電路中,電壓跟隨器一般做緩沖級(jí)隔離級(jí)。因?yàn)?,電壓放大器的輸入阻抗一般比較高,通常在幾千歐到幾十千歐,如果后級(jí)的輸出阻抗比較小,那么信號(hào)就會(huì)有相當(dāng)?shù)牟糠謸p耗在前級(jí)的輸出電阻中。在這個(gè)時(shí)候,就需要電壓跟隨器來(lái)從中進(jìn)行緩沖。起到承上啟下的作用。應(yīng)用電壓跟隨器的另外一個(gè)好處就是,提高了輸入阻抗,這樣,輸入電容的容量可以大幅度減小,為應(yīng)用高品質(zhì)的電容提供了前提保證。當(dāng)信號(hào)從放大器輸出的時(shí)候,在輸出端會(huì)有一個(gè)負(fù)載(廣義的啊,別狹義的理解),這時(shí)他需要一定的電流提供能力,你的輸出阻抗如果高,輸出電流流經(jīng)輸出電阻,再經(jīng)過(guò)負(fù)載,勢(shì)必有一部分能量是消耗在了輸出電阻上了;
因此,理想狀態(tài)的電壓/電壓運(yùn)算放大器都是:Ri=無(wú)窮大、Ro=0、開(kāi)環(huán)增益=無(wú)窮大。
下圖是我加了電壓跟隨器做緩沖級(jí)隔離級(jí),提高輸入阻抗,達(dá)到實(shí)際要求。