運算放大器開環(huán)工作極不穩(wěn)定,一般外部接若干元件(r、c 等),將輸出的一部分接回(反饋)到輸入中去,使其工作在閉環(huán)狀態(tài)。
1.反向(倒相)比例器
如果輸入信號從運算放大器的反向輸入端引入,便是反向運算。圖1是反向比例運算電路。輸入信號ui經(jīng)電阻r1送到反向輸入端,而同向輸入端接地,輸出電壓通過電阻rf反饋到輸入電路中。應用運算放大器電路模型,圖1電路可用圖2表示。
圖 1
圖2
(1)應用結點法分析法:
(電阻用電導表示)得結點①和②的結點方程:
從中解得:
因a 一般很大,上式分母中gf(ago-gf)一項的值比(g1+gi+gf)(go+gl+gf)要大得多。所以,后一項可忽略,得
表明uo/ui只取決于反饋電阻rf與r1 比值,而與放大器本身的參數(shù)無關。負號表明uo和ui總是符號相反(反相比例器)。
(2)根據(jù)理想運放的特性分析:
以上近似結果可以通過將運放看作理想運算放大器而得到。根據(jù)理想運算放大器的特點,分析時遵循以下兩條規(guī)則:
•放大器的反向端和同向端的輸入電流均為零,稱之為“虛斷路”;
•放大器的反向端和同向端的輸入電壓相等,稱之為“虛短路”;
合理運用這兩條規(guī)則,將使分析簡化。
對圖3所示的反向比例電路應用以上兩條規(guī)則有:
(a)根據(jù)“虛短”:
所以電流
(b)根據(jù)“虛斷”:
圖 3
例1 求圖示含理想運算放大器電路的輸出電壓uo
例 5-1 圖
解:這是一個反向比例電路,
根據(jù)“虛短”和“虛斷”的規(guī)則有:
所以