集成运放虚短虚断概念分析

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集成运放虚短虚断的条件(二)

集成运放虚短虚断的条件(二)

集成运放虚短虚断的条件(二)集成运放虚短虚断的条件什么是集成运放?集成运放,全称为集成运算放大器,是一种广泛应用于电子电路中的模拟电路元件。

它具有高放大倍数、高输入阻抗和低输出阻抗等特点,被广泛用于信号放大、滤波、比较和运算等电路。

什么是虚短?虚短,指的是运放的非反相输入端和反相输入端的电位差非常小,接近于零。

这意味着在理论上,这两个输入端电压相等。

什么是虚断?虚断,是指运放的输出端与输入端之间建立的连接断开,也就是两者之间不存在电路路径。

集成运放虚短虚断的条件在实际电路应用中,我们常常需要考虑运放的虚短和虚断问题。

以下是集成运放虚短虚断的条件:1.虚短的条件:•集成运放非反相输入端和反相输入端的电压差足够小,可以忽略不计;•输出端与反相输入端之间没有建立连接。

2.虚断的条件:•输出端与反相输入端之间建立了连接,但连接电路被打开,断开了电路路径。

虚短和虚断的影响与应用•虚短:在虚短的情况下,集成运放的基本输入电压关系式可以简化为V+≈V-。

这为电路设计带来了便利,可以通过控制一个输入电压来实现对运放的控制。

•虚断:虚断的条件表明输出端与反相输入端之间没有电流流动,因此不会产生反馈作用。

在某些特定的电路应用中,我们可以利用虚断来达到特定的设计目的。

总结一下,集成运放的虚短和虚断条件对于电路设计和运算是很重要的。

我们需要根据具体的应用需求,合理利用虚短和虚断的特性,来设计和实现各种电路功能。

通过对虚短和虚断的了解和应用,可以更好地发挥集成运放的优势,提高电路性能和稳定性。

运放虚短和虚断的原理区别

运放虚短和虚断的原理区别

运放虚短和虚断的原理区别运放(Operational amplifier)是一种集成电路,通常由多个晶体管和其他电子元件构成。

它在电子电路中广泛应用,既可以作为放大器使用,也可以作为比较器、滤波器、计算器等。

虚短是指在运放输入端(非反馈输入端)没有接在地上,而是接在其他电位点上,导致输入端电压几乎相等。

虚短使用反馈连接,对应放大器电路,通常表现为负反馈连接,这样可以有效调节电路的增益,增加稳定性和线性度。

虚短的原理可以通过欧姆定律和虚地电路分析来解释。

首先,我们假设运放是理想的,也就是输入电阻无穷大,输入电流为零。

在虚短的情况下,输入端电压相等,那么输入端电流就可表示为零。

根据欧姆定律,输入电阻为零,输入电流为零,那么输入端电压差就可以忽略。

其次,虚短可通过虚地电位法来分析。

虚地是指某个电位点被定义为地,与真实地之间的电位差可以忽略不计。

在虚短的情况下,我们可以将非反馈输入端的电位点定义为虚地,运放在该点的输入电阻无穷大,输入电流为零。

由于输入端电压几乎相等,我们可以假设运放是个差模放大器,只放大输入端的差分电压。

虚短在实际电路中的应用非常广泛,尤其是在放大器电路设计中常用的反馈放大器。

虚短的作用包括增加输入阻抗,减小输出阻抗,增大放大倍数,提高线性度和稳定性等。

虚断是指在运放输出端没有负载电阻时,输出端电压几乎等于正极供电电压。

虚断的原理与虚短有所不同,它的应用范围相对较窄,一般用于比较器和开关电路。

虚断的原理可以通过虚断电路分析来解释。

在虚断的情况下,运放的非反馈输入端电压差非常小,接近于零,此时输出端电位点可以看作虚断。

在虚断的情况下,我们可以假设运放是个开关,输出端的电压极大,接近于正极供电电压。

虚断的应用主要体现在比较器中。

比较器是一种将输入信号与参考电平进行比较的电路,输出为高或低电平。

在虚断的情况下,输入信号与参考电平相比较,如果输入信号大于参考电平,则输出为高电平;如果输入信号小于参考电平,则输出为低电平。

集成运放虚短虚断的条件

集成运放虚短虚断的条件

集成运放虚短虚断的条件1. 引言集成运放(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种重要的电子器件,广泛应用于模拟电路和信号处理领域。

在实际应用中,为了确保集成运放的正常工作,需要考虑一些特殊情况,如虚短和虚断。

本文将详细介绍集成运放的工作原理、虚短和虚断的概念、引起虚短和虚断的条件以及如何避免这些问题。

2. 集成运放工作原理集成运放是一种差分放大器,由多个晶体管、电阻和电容等元件组成。

它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点,在电路设计中起到了重要作用。

集成运放通常具有两个输入端(非反相输入端和反相输入端)、一个输出端以及正负电源供电端。

通过调节输入信号和反馈网络,可以实现对输出信号的放大、滤波、求导等功能。

3. 虚短与虚断的概念虚短(Virtual Short)指的是当集成运放两个输入端之间存在极低电压差时,集成运放被视为是短路状态。

在虚短状态下,集成运放的输出电压由反馈网络决定。

虚断(Virtual Open)指的是当集成运放两个输入端之间存在极高电压差时,集成运放被视为是断路状态。

在虚断状态下,集成运放的输出电压由电源电压决定。

4. 引起虚短和虚断的条件4.1 虚短引起虚短的条件主要有以下几种:•输入端阻抗不匹配:当非反相输入端和反相输入端的阻抗不匹配时,会导致输入信号被部分引导到地或电源上,从而引起虚短现象。

•共模干扰:当输入信号中存在共模干扰时,会导致非反相输入端和反相输入端之间产生较大的电压差,进而引起虚短。

•温度变化:由于温度变化引起了晶体管参数的变化,可能会导致非反相输入端和反相输入端之间产生较大的偏置电压差,从而引起虚短。

4.2 虚断引起虚断的条件主要有以下几种:•输出负载不匹配:当输出负载阻抗与集成运放的输出阻抗不匹配时,会导致输出电压无法正常传输到负载上,从而引起虚断现象。

•电源电压不稳定:当电源电压波动或者存在噪声时,会导致集成运放的工作点发生变化,进而引起虚断。

运算放大器虚短虚断的概念

运算放大器虚短虚断的概念

运算放大器虚短虚断的概念
运算放大器虚短和虚断是模拟电路中理想集成运放的两个重要概念。

“虚短”指的是在分析运算放大器处于线性状态时,可以将两输入端视为等电位,即
它们之间的电压差几乎为零。

这是因为在理想情况下,运算放大器的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。

然而,由于运算放大器的输出电压是有限的,一般在10 V~14 V之间,因此其差模输入电压非常小,使得两输入端的电位非常接近,相当于它们之间有一个“虚拟”的短路,但实际上并没有真正的物理短路。

虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。

“虚断”则是指理想情况下,流入集成运算放大器输入端的电流几乎为零。

这是因为
在理想情况下,运算放大器的输入电阻无限大,导致两输入端之间几乎相当于开路。

但实际上,由于现代运算放大器的输入阻抗非常高,这种假设是非常贴近实际情况的。

因此,尽管两输入端在物理上并没有真正开路,但可以近似地认为它们之间存
在一个“虚拟”的开路,即虚断。

这两个概念在运算放大器的应用中非常重要,尤其是在设计差分放大器、积分器和滤波器等电路时。

它们有助于理解和分析运算放大器的行为,从而设计出性能优良的电路。

运放电路虚短和虚断

运放电路虚短和虚断

那学年我们一起学过的“虚短”和“虚断”2014-07-10 10:00来源:电子工程网作为电气专业的学生,我们都学过模拟电子和数字电子,在学习过程中我们印象最深的就是运放电路中的虚短和虚短了,下面笔者带着大家一起回忆那些年我们一起学过的虚短和虚断。

虚短、虚断是模拟电路中理想集成运放的两个重要概念。

虚短指在理想情况下,两个输入端的电位相等,就好像两个输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。

虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。

虚断指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端电流为零。

这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大,就好像运放两个输入端之间开路。

但事实上并没有开路,称为“虚断”。

应用举例: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。

流过R1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。

图二: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/(R1+R2) ……b Vi等于R2上的分压,即:Vi = I*R2 ……c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了。

第4章常见问题答疑1“虚短”和真短路有什么不同“虚断”和真断路有

第4章常见问题答疑1“虚短”和真短路有什么不同“虚断”和真断路有

第4章常见问题答疑1. “虚短”和真短路有什么不同?“虚断” 和真断路有什么不同?答:“虚短”是指集成运放在线性应用时两输入端电位相等,相当于短路,而没有真的用导线短接。

而真短路是用导线把两点短接。

“虚断”是指理想集成运放输入电阻为无穷大,流入两输入端的电流为零,相当于断路,而实际上输入端没有断开。

实际中的集成运放还有极微小电流。

而真断路,电路断开。

2..图4.1.1中非理想运放的线性区的特性曲线是哪段?理想运放线性区特性曲线有什么特点?非理想运的非线区相对应的特性曲线是哪段?答:非理想运放的线性区的特性曲线是ab、a/b/段。

理想运放线性区特性曲线特点是与纵坐标重合。

非理想运的非线区相对应的特性曲线是a、b点开始与横坐标平行的线段或a/、b/点开始与横坐标平行的线段,即数值为+U OM、-U OM的线段。

3.什么情况下集成运放可视为理想运放?答:在低频工作状态下,集成运放可视为理想运放。

4.集成运放线性应用的必要条件是什么?要使集成运放工作于非线性区,运放应处于何种组态?答:集成运放线性应用的必要条件是集成运放接成闭环负反馈组态。

要使集成运放工作于非线性区,运放应处于开环或正反馈组态。

5.放大电路的单位增益带宽与闭环增益A uf、闭环带宽(通频带)BW f是什么关系?答:单位增益带宽BW G在集成运放闭环应用时,BW G就是反馈放大电路的增益带宽积,与闭环增益A uf、闭环带宽(通频带)BW f关系为BW G=f uf BW f6.图4.2.2所示电路中,R2应怎么选择?为什么?答:R2=R1//R f,电阻R1应按直流平衡电阻选取,用以改善运放失调参数,保证电路输入为零时,输出为零。

图4.2.2 同相输入放大电路5.集成运放组成差分输入放大电路,加接负载后,运算(输出输入)关系是否会发生改变?答:不会。

6. 反相输入放大电路有什么特点?可实现什么运算功能?答:反相输入放大电路反相输入端具有“虚地”特点,输入电阻为R 1,输出电阻小、R o →0,u o =1f R R -u i 。

采用虚短和虚断方法解析经典运放电路I1

采用虚短和虚断方法解析经典运放电路I1

用虚断和虚短方法解析经典运放电路1虚短和虚断的概念1.1虚短“虚短”是指在理想情况下,集成运算放大器的两个输入端的电位相等,就好像输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。

虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。

引入深度负反馈也是集成运放工作在线性区的必要条件。

仅是一种假设,便于对基本运放电路进行解析。

1.2虚断“虚断”是指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端的电流为零,这是由于理想运算放大器的输入电阻无穷大,就好像运放两个输入端开路,但事实上并没有开路,称为“虚断”。

仅是一种假设,便于对基本运放电路进行解析。

2基本运放电路分析下面,我们就十种基本电路,采用“虚短”和“虚断”(其实,这种概念在我们上大学电工电子课程的时候,老师也详细讲解过,我只是在这里进行了简单的整理,希望能帮到大家)的方法进行全面解析。

2.1 反向放大器反向放大器基本电路原理,见图2.1-1。

由图2.1-1可得公式如下:① 流过R1的电流:I1 = (Vi - V-)/R1;② 流过R2的电流:I2 = (V- - Vout)/R2;图2.1-1 反向放大器基本电路原理③ 根据虚短原理:V- = V+ = 0;④ 根据虚断原理:I1 = I2。

根据①②③④,可得出反向放大器的输入输出关系式:Vout = (-R2/R1)*Vi原理解析:1)根据虚短原理,反向端V- = 同向端V+;同时,原理图中运放的同向端V+接地=0V,所以反向端V-也是0V;2)根据虚断原理,反向端V-和同向端V+断路,致使反向输入端输入电阻很高,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I1和流过R2的电流I2是相同的,即I1= I2。

2.2 同向放大器同向放大器基本电路原理,见图2.2-1。

由图2.2-1可得公式如下:① 流过R1的电流:I = Vout/(R1+ R2);② 流过R2的电流:I = V-/R2;图2.2-1 同向放大器基本电路原理③ 根据虚短原理:V- = Vi。

集成运算放大电路中的虚短和虚断

集成运算放大电路中的虚短和虚断
第35卷第5期 2019年3月
甘肃科技 Gansu Science and Technology
Vol.35 No.5 Mar. 2019
集成运算放大电路中的“虚短”和“虚断”
高翔
(酒泉职业技术学院,甘肃酒泉735000)
摘要:本文主要讲述高职教育电子技术课堂教学中集成运算放大电路“虚短”和“虚断”的概念。首先,讲述“虚短”和 “虚断”的基本概念;然后,结合放大电路基本理论,以典型集成运算放电路线性应用为例进行论述,得出集成运算放大 电路“虚短”和“虚断”的结论;最后,对本文进行总结,简述集成运算放大电路“虚短”和“虚断”的概念,简要介绍“虚短” 和“虚断”的概念在课堂教学中的基本注意事项。 关键词:电子技术;集成运算放大电路;虚短、虚断; 中图分类号:TM13
解:由“虚断”可知,理想运放,口尸0,所以有 T 又“+接地,即u+=0o 再由“虚短”可知,理想运放u+=u^所以u=0; 则可得:
Hr -11 Hr
,一土
F
Rf
Rf
又由ii-iF可得 乞=_直

或 在分析电路的过程中,暂时不考虑运放的其他
特性,就根据“虚短”和“虚断”的特性来分析。当然, 若运放不工作在放大区时,不满足虚短和虚断发条 件,不能使用此种方法来分析。
ic C
41------
+
r+
图3积分运算放大电路
可见,输出电压与输入电压⑷成积分关系, 实现了积分运算。负号表示输出与输入反相。RC为 积分时间常数,其值大小决定积分作用的强弱。RC 越小,积分作用越强,反之积分作用越弱。
总之:“虚短”是运放正输入端和负输入端的电 压相等,近似短路,可得u+=u_; “虚断”是流入正负输 入端的电流为0,可得i百一=0。只要掌握了这一点, 再运用欧姆定律,即可很容易的分析同向比例、反 向比例运算放大电路、微分运算放大电路等常用的 集成运算放大电路性

运放虚短虚断内部电路解读

运放虚短虚断内部电路解读

运放虚短虚断内部电路解读
摘要:
1.运放简介
2.运放的虚短和虚断概念
3.运放虚短虚断的内部电路原理
4.运放虚短虚断的应用实例
5.总结
正文:
一、运放简介
运放,全称为运算放大器,是一种模拟电子电路,具有高增益、差分输入、零点漂移小、输入阻抗高等特点。

在实际应用中,运放被广泛应用于信号放大、滤波、模拟计算等领域。

二、运放的虚短和虚断概念
1.虚短:运放的两个输入端在理想情况下电压相等,称为虚短。

即在理想状态下,运放的两个输入端的电压差为零。

2.虚断:运放的两个输入端之间没有直接的电流流动,称为虚断。

即在理想状态下,运放的两个输入端之间没有电流流过。

三、运放虚短虚断的内部电路原理
运放虚短虚断的内部电路原理主要依赖于运放的差分对结构。

运放内部包含两个差分对,分别是非反相输入端和反相输入端。

这两个差分对在工作过程中会产生一定的电压差和电流,使得运放的两个输入端达到虚短和虚断的状
态。

四、运放虚短虚断的应用实例
1.电压跟随器:利用运放的虚短特性,可以将输入端的电压放大并传递到输出端,实现电压跟随功能。

2.比较器:利用运放的虚断特性,当两个输入端的电压差超过一定范围时,输出端会产生相应的电流,实现比较功能。

3.滤波器:利用运放的虚短和虚断特性,可以设计出各种滤波器,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

五、总结
运放的虚短虚断特性是运放在电路设计中发挥重要作用的基础。

运算放大器虚短虚断发生的条件

运算放大器虚短虚断发生的条件

运算放大器虚短虚断发生的条件运算放大器是一种常用的电子器件,用于放大电压或电流信号。

然而,运算放大器也会在某些条件下发生虚短和虚断现象,导致它的工作不正常。

下面将详细介绍这些条件。

首先,了解什么是虚短和虚断现象。

在运算放大器中,虚短指的是输出端和输入端之间存在一个极低的等效电阻,导致输出电压和输入电压之间的差异非常小。

虚断则是输出端与输入端断开,输出电压降为0。

虚短和虚断发生的条件主要包括以下几个方面:1.输入电压过大:当输入电压过大时,会导致运算放大器的输入级饱和,不再按照理想的放大比例进行放大。

此时,运算放大器的输出电压几乎不变,导致输出端和输入端之间存在虚短。

2.输入电压过小:与输入电压过大相反,当输入电压过小时,运算放大器的输出电压会非常接近零。

在这种情况下,输出端和输入端之间存在虚断现象。

3.稳定增益范围外的频率:运算放大器有一个稳定增益的范围,也称为增益带宽积。

当输入信号的频率超出这个范围时,运算放大器的增益会降低,可能导致输出端和输入端之间的虚短或虚断。

4.输入电压漂移:运算放大器的输入电压漂移是指在工作过程中,输入电压的变化导致输出电压的变化。

当输入电压漂移过大时,可能会导致运算放大器虚短或虚断。

5.温度变化:温度变化也可能导致运算放大器虚短或虚断。

由于温度的影响,运算放大器输出电压和输入电压之间的差异可能会发生变化。

需要注意的是,虚短和虚断并不是运算放大器的设计缺陷,而是由于特定的工作条件引起的异常现象。

在实际应用中,我们需要尽量避免这些条件的出现,以确保运算放大器的正常工作。

总结起来,运算放大器在输入电压过大或过小、输入信号频率超过增益带宽范围、输入电压漂移过大以及温度变化等条件下容易发生虚短或虚断现象。

了解这些条件,我们就可以在设计和使用运算放大器时采取相应的措施,以避免或减少虚短和虚断的发生。

电路原理中虚短与虚断的应用分析纵览

电路原理中虚短与虚断的应用分析纵览

电路原理中虚短与虚断的应用分析纵览摘要:虚短和虚断是电子元器件集成运算放大器在线性工作状态下的两个重要概念。

但虚短和虚断的概念和意义广泛存在于电路原理与电路分析中,深入理解及灵活应用虚短和虚断的概念,寻找它们与其他电路间的联系及相似性,对掌握电路原理知识和电路分析方法及技能有着重要的意义和作用。

关键词:虚短虚断电路分析虚短是指在集成运算放大器处于线性工作状态时,两个输入端之间的电位差非常小,几乎为零,相当于“短路”。

也就是说,可以认为两个输入端之间的电位是相等的,即。

虚断则是因集成运算放大器的输入电阻非常大,且两个输入端的输入信号电压又极低,因此流入集成运算放大器输入端子的电流几乎为零。

此时,就可以认为运算放大器的两个输入端是开路的,即。

需要注意的是,虚短和虚断都是在运算放大器处于线性状态时才成立。

当运算放大器处于非线性状态时,这两个概念不再适用。

且虚短和虚断并不是指集成运放的两个输入端真正的成在“物理”短路或断路,而使用该概念进行集成运放线性放大电路的定量分析计算。

如比例运算、加减运算放大器的分析计算等。

虚短和虚断概念虽然是有电子电路集成运放中提出来的,但是其概念与思想在电路原理及其他电路的分析与应用中同样有着广泛的意义和应用,如在以下几种电路中分析应用如佐。

1.平衡电桥中的虚短和虚断如图1(c)所示电路中,当时,,此时由电阻组成的电桥平衡。

即电路中两端A、B间电压,AB支路可“虚短”,如图1(b)所示。

且还因其两端电压为零,流经的电流,AB支路又可“虚断”,如图1(a)所示。

也即是说,电桥平衡时,无论、间是开路、短路,还是联接任何二端元件或网络,如图1(a)、(b)、(c)所示。

都不会改变电路中其他支路电流、电压大小与方向。

图 1 平衡电桥及等效电路应用电桥平衡,有时可以方便地分析如图1(c)所示电路,如,电路为平衡电桥时。

将支路开路()或短路()分别等效为如图1(a)、(b)所示电路,简化分析计算。

集成运放虚短虚断的条件(一)

集成运放虚短虚断的条件(一)

集成运放虚短虚断的条件(一)
集成运放虚短虚断的条件
什么是集成运放虚短虚断?
集成运放是一种广泛应用于电子电路中的放大器,具有高增益、
高输入阻抗、低输出阻抗等优点。

然而,在一些特定的条件下,集成
运放可能发生虚短或虚断现象。

虚短的条件
•输入端电压相等且小于或等于输入不平衡电压
•集成运放没有输出载荷
•反馈电路使输入端电压差趋近于零(尤其是在接近量化器,如ADC的输入时更容易发生虚短)
虚短产生的原因是由于输入差异模式增益引起的,在特定条件下,放大器增益会导致输入差模电压趋近于零,从而使得输出电压非常小。

虚断的条件
•输入端电压不相等,但小于或等于输入不平衡电压
•集成运放没有输出载荷
•反馈电路使输入端电压差趋近于最大共模电压
虚断产生的原因是由于输入共模模式增益引起的,在特定条件下,放大器增益会导致输入共模电压趋近于最大共模电压,使得输出电压
不再响应输入信号。

如何避免虚短虚断的问题?
•确保输入信号不超过集成运放的工作范围
•在输入端加上合适的电阻或电容来保护集成运放
•使用输出载荷或负载使放大器正常工作,防止虚短虚断现象出现•调整反馈电阻,以避免输入差模电压过小或输入共模电压过大的情况
总结
在使用集成运放时,我们需要注意输入信号的范围和反馈电路的
设计,以避免虚短虚断的问题。

合理选择输入电阻、反馈电阻和输出
负载,可以有效地避免这些问题的发生,确保集成运放正常工作。

希望通过本文的介绍,读者对集成运放虚短虚断的条件有了更深
入的了解,并能够在实际应用中避免相关问题的发生。

虚短及虚断

虚短及虚断

“虚短”是指由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。

而运放的输出电压是有限的,一般在10 V~14 V。

因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。

开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。

但并不是真的短路。

“虚断”由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。

因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。

故通常可把运放的两输入端视为开路,相当于“断路”且输入电阻越大,两输入端越接近开路。

但并不是真的断路。

运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。

在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。

为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所斩获。

遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。

今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。

虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。

而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。

因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。

开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。

集成运放“虚短”和“虚断”的区别

集成运放“虚短”和“虚断”的区别

集成运放“虚短”和“虚断”的区别
⼤家都知道集成运放的基本特征就是“虚短”和“虚断”,从⽽衍⽣出各种功能模块,⼤家对此了解的有多少呢?⼀起跟着英锐恩科技的⼩编⼀起来了解⼀下吧!
⼀、虚短
虚短是指运放同相输⼊端和反相输⼊端近似看做短路,实际上并没有短接,所以称为“虚短”,即运放正负输⼊端的电压相等。

⼀般使⽤在运放的开环增益⾜够⼤,即放⼤倍数要⼤,或者存在负反馈电路。

⼆、虚断
虚断是指运放输⼊端的阻抗很⼤,流⼊的电流⾮常⼩,不⾜1uA,所以⽤于计算时可以近似地把运放输⼊端看作“开路”,称之为“虚断”,即运放正负输⼊端的电流为零。

以上就是英锐恩科技的⼩编为⼤家分享的有关“虚短”和“虚断”的区别,希望能为⼤家带来帮助!。

运放虚短和虚断的概念(一)

运放虚短和虚断的概念(一)

运放虚短和虚断的概念(一)
运放虚短和虚断的概念
1. 运放(运算放大器)的概念
•运放是一种电子器件,通常用于对信号进行放大、滤波、混频、积分等操作。

•运放有两个输入端(非反馈输入端和反馈输入端)和一个输出端。

2. 虚短和虚断的概念
虚短
•虚短(Virtual Short)是指运放在负反馈条件下,将反馈输入端和非反馈输入端看作短路的情况。

•在虚短的情况下,运放的反馈机制会使输出端跟输入端之间的电压差非常小,接近于零。

•虚短使得运放具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特性。

虚断
•虚断(Virtual Open)是指运放在负反馈条件下,将反馈输入端和非反馈输入端看作断路的情况。

•在虚断的情况下,运放的非反馈输入端的电压等于反馈输入端的电压。

•虚断使得运放具有低输入阻抗和高输出阻抗的特性。

3. 相关内容
•运放的虚短和虚断概念对于运放的应用非常重要。

•虚短和虚断的存在使得运放能够在负反馈条件下稳定工作,并具有良好的放大性能。

•运放虚短和虚断的特性使得运放在电路设计中被广泛应用,例如放大器、滤波器、比较器等。

•在电路设计中,需要根据具体的需求选择合适的运放类型和参数,以实现预期的功能。

以上是对运放虚短和虚断概念的简要介绍,运放作为一种重要的
电子器件,在电路设计和实际应用中扮演着重要的角色。

了解和理解
虚短和虚断的概念,有助于更好地应用运放,实现电路设计的要求。

第4章集成运算放大器习题解答

第4章集成运算放大器习题解答

第4章集成运算放⼤器习题解答第四章习题参考答案4-1 什么叫“虚短”和“虚断”?答虚短:由于理想集成运放的开环电压放⼤倍数⽆穷⼤,使得两输⼊端之间的电压近似相等,即-+≈u u 。

虚断:由于理想集成运放的开环输⼊电阻⽆穷⼤,流⼊理想集成运放的两个输⼊端的电流近似等于零,即0≈=-+i i 。

4-2 理想运放⼯作在线性区和⾮线性区时各有什么特点?分析⽅法有何不同?答理想运放⼯作在线性区,通常输出与输⼊之间引⼊深度负反馈,输⼊电压与输出电压成线性关系,且这种线性关系只取决于外部电路的连接,⽽与运放本⾝的参数没有直接关系。

此时,利⽤运放“虚短”和“虚断”的特点分析电路。

理想运放⼯作在⾮线性去(饱和区),放⼤器通常处于开环状态,两个输⼊端之间只要有很⼩的差值电压,输出电压就接近正、负电压饱和值,此时,运放仍具有“虚断”的特点。

4-3 要使运算放⼤器⼯作在线性区,为什么通常要引⼊负反馈?答由于理想运放开环电压放⼤倍数∞=uo A ,只有引⼊深度负反馈,才能使闭环电压放⼤倍数FA 1u =,保证输出电压与输⼊电压成线性关系,即运放⼯作在线性区。

4-4 已知F007运算放⼤器的开环放⼤倍数dB A uo 100=,差模输⼊电阻Ω=M r id 2,最⼤输出电压V U sat o 12)(±=。

为了保证⼯作在线性区,试求:(1)+u 和-u 的最⼤允许值;(2)输⼊端电流的最⼤允许值。

解(1)由运放的传输特性5o uo 1012===++u u u A 则V 102.1101245--+?===u u(2)输⼊端电流的最⼤允许值为A 106102102.11164id --+?=??==r u I 4-5 图4-29所⽰电路,设集成运放为理想元件。

试计算电路的输出电压o u 和平衡电阻R 的值。

解由图根据“虚地”特点可得0==+-u u图中各电流为601.01--=u i 305.02---=u i 180o f u u i -=- 由“虚断”得f 21i i i =+以上⼏式联⽴,可得V 7.2o =u平衡电阻为Ω==k R 18180//60//30图4-29 题4-5图4-6 图4-30所⽰是⼀个电压放⼤倍数连续可调的电路,试问电压放⼤倍数uf A 的可调范围是多少?图4-30 题4-6图解设滑线变阻器P R 被分为x R 和x P R R -上下两部分。

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集成运放虚短虚断概念分析
虚短和虚断怎么理解?
虚短、虚断是模拟电路中理想集成运放的两个重要概念。

由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上。

而运放的输出电压是有限的,一般在10V~14V。

因此运放的差模输入电压不足1mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。

开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。

虚短
虚短指在理想情况下,两个输入端的电位相等,就好像两个输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。

虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。

集成运放的线性应用时,可近似地认为uN-uP=0,uN=uP时,即反相与同相输入端之间相当于短路,故称虚假短路,简称“虚短”。

“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。

显然不能将两输入端真正短路。

虚断
虚断指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端电流为零。

这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大,就好像运放两个输入端之间开路。

但事实上并没有开路,称为“虚断”。

当两个输入端的输入电流为零,即iN=iP=0时,可认为反相与同相输入端之间相当于断路,称为虚假断路,简称“虚断”。

由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。

因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。

故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。

集成运算放大器的虚短虚断概念分析
为了进一步探讨集成运算放大器的虚短虚断概念,文中主要分析了以下内容:理想运放的基本条件、理想运放的等效模型、虚短虚断虚地的概念、反相比例运算电路,这一研究对于集成电路的进一步认识具有一定的参考价值。

1.理想运放的基本条件
在进行差值的模式模拟的过程中,对于其电压在进行增加的时候,其增益的一方可以进行没有限制的扩大;于此同时那些频带的宽度也是没有优良限制的;并且,对于共模的电压来说,其增益的状况可能会变成数值零;而且当其电压在进行输入的时候,状况失调,并且其在进行电流的偏置过程时,能够将输入的噪声进行电压的分析,也需要将电流的均衡数值更改为零;另外在进行阴抗的输入的时候,其数值应当是无限大的;而在进行阴抗的输出时,其数值为零。

2. 理想运放的等效模型
对于理想的运放等效模型来说,我们可以从反馈的角度对其进行探讨。

其在进行工作的时候,基本上处于两种态度,首先则是对于反馈的负面数值的工作状况,其次则是对于反馈的正面数值以及反馈在进行开环时候的状态。

这样的话,当集成的运作在进行反馈的时候,正处于最为深度的反馈负值的情况下,那么对于其所输出的电压以及其所输入的电压来说,将会成正比的关系。

3.虚短虚断虚地的概念
对于理想的数值进行运送和放收的时候,其存在的差值是会将其具体的电压进行增大的,并且结果还是能够增加到无限数值的扩大。

而在进行电压之间的进行变化的时候,其过程的条件需要在有限的数值上面进行变化,这样做的前提条件就是需要将输入时所输入的差模更改为零电压,也就是说而,从这具体的状况可以明确的得出,这些在相同的端口进行的时候,与其在同等条件下的相反的端口所表达出来的电压情况在很大程度上都是一样的。

所以,该电路就被成为起家的短路。

如果在同样的设备之下,对于完全相反的两个端口,其显示的点位也是完全相反的,也并不存在着直接的进行接触,这样的状况被称之为虚地。

然而,在这样的过程中,如果其显示的电阻并没有出现正常的情况,而后出现了无限大的电阻状况,那么这样的情况,在它集成电路的两端所存在的电路,在一定状况下几乎变化为零,这样的状况就被称之为虚假的断路。

4.反相比例运算电路
在进行反比的验证的过程时,对于其所存在的电路计算图的模式,我们可以根据研究进行具体的阐述。

通过具体的研究,我们可以得出,在经过信号1的输入之后,对于外接的电阻也能够进行相应的基础运作的,其中所能够呈现的应当是一个完全相反的电路,也就可以将其称之为反馈的电阻2。

这样的话,在进行输出端口的实验之时,与其相反的如入端口之间存在着不同,并且还能够将连接而成的电压进行联系和反馈,对于那些集成性能十分强大的电压在过程的时候,也能够将其平均的实现电阻的平衡,这一过程就叫做平衡的电阻3.而那些主要是用来进行相同端口的使用,并且与相反的端口进行外界电阻方面的出现了相同的状况的时候,这样就能够在很大程度上能够保证其在进行工作的时候,一直处在一种相对比较平衡的状态。

这样的
话,也能够对于偏置的电流进行一种输入性质的消除,以及对于温漂也会产生一定的影响。

所以,为了能够将传输的行为在一种最为理想化的情境下实现,这就需要对于短路进行反复的运算和选择。

如何用”虚短“和”虚断“分析运放电路
由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。

而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。

因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。

开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。

“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。

显然不能将两输入端真正短路。

由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。

因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。

故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。

“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。

显然不能将两输入端真正断路。

如图,是常见的反相比例运算放大电路,下面用虚短和虚断的方法来分析电路。

在反相放大电路中,信号电压通过电阻R1加至运放的反相输入端,输出电压vo通过反馈电阻Rf反馈到运放的反相输入端,构成电压并联负反馈放大电路。

运放的同相端接地=0V,反相端和同相端虚短,所以也是0V,反相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Rf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Rf的电流是相同的。

根据欧姆定律:
Is= (Vs- V-)/R1 ………a
If= (V- - Vo)/Rf ……b
V- = V+ = 0 ………………c
Is= If ……………………d
求解后可能Vo== (-Rf/R1)*Vi
在分析电路的过程中,暂时不用管运放的其他特性,就根据虚短和虚断的特性来分析。

当然,若运放不工作在放大区时,不满足虚短和虚断发条件,不能使用此种方法来分析。

如比较器。

如下图,是运放实现的加法器,用虚短和虚断的方法来分析此电路。

由于电路存在虚短,运放的净输入电压vI=0,反相端为虚地。

vI=0,vN=0…………………………………………a
反相端输入电流iI=0的概念,通过R2与R1的电流之和等于通过Rf的电流故(Vs1 –V-)/R1 + (Vs2 –V-)/R2 = (V- –Vo)/Rf…………b.
如果取R1=R2=R3,由a,b两式解得-Vout=Vs1+Vs2.
式中负号为反相输入所致,若再接一级反相电路,可消去负号,
虚短是运放正输入端和负输入端的电压相等,近似短路;虚断是流入正负输入端的电流为0。

只要掌握了这一点,在运用欧姆定律,即可很容易的分析同相比例放大电路,反向比例放大电路等常用的运放放大电路。

结论
建立理想集成运算放大器的等效模型,讨论集成运算放大器的虚断、虚短、虚地的概念,并运用它们分析集成运放的比例运算,在进行电路的比例性质的运算过程时,对于其最为基本的操作模式应当是运放应用电路,因为它可以讲具有实际电路的基础电路、放大器的通用数据,这样的三种集成运放共同组合而成,这样的状况会使得工业化进行控制的时候能够实现自动化,也能够运用多个方面。

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