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运放同相放大电路和反相放大电路对比

1、反相放大电路公式推导:
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。
上图流过R3的电流:I1=(Vi-V-)/R1………a
流过R2的电流:        I2=(V--Vout)/R2……b
                                      V-=V+=0……………c
                                      I1=I2…………………d
 
求解上面的初中代数方程得反相放大器的输入输出关系:Vout=(-R2/R1)*Vi
 
2、同相放大电路公式推导:
上图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=Vout/(R3+R4)……b
Vi等于R4上的分压,即:Vi=I*R4……c
由abc式得同相放大器的公式:Vout=Vi*(R3+R4)/R4。

3、优缺点对比:
同相放大器
优点:输入阻抗和运放的输入阻抗相等,接近无穷大,故输入电阻取值大小不影响输入阻抗,因此当要求输入阻抗很高的时候就应选择同相放大器!
缺点:放大电路没有虚地,因此有较大的共模电压,抗干扰能力相对较差,使用时要求运放有较高的共模抑制比,另个缺点就是放大倍数只能大于1;
 
反相放大器
优点:两个输入端电位始终近似为零(同相端接地,反相端虚地),只有差模信号,抗干扰能力强;因此如果要求输入阻抗不高且相位无要求时,首选反相放大,除抗干扰能力强还可得到更大的输入信号范围。
缺点:输入阻抗很小,等于信号到输入端的串联电阻的阻值

4、放大电阻选型:设计中要求放大倍数相同的情况下尽量选择数值小的电阻配合,这样可以减小输入偏置电流的影响和分布电容的影响。如果很计较功耗,则要在电阻数值方面折中。


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