运放的基本电路

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在写运放的基本电路之前，首先说明一点，运放的“虚短”和“虚断”适用于深度负反馈的场合，这一点非常重要。

运放的“虚短”和“虚断”不可通过单个运放的同向端和反向端来判断，必须要看整个电路结构。

一.基本电路

1.反向放大

根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析：

（Vin–V–）/R2=（V––Vout)/R3;V–=0V;得到Vout=-R3/R2;

2.同相放大

根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析：

(0-Vin)/R2=(Vin-Vout)/R3;得到：Vout=(1+R3/R2)*Vin

3.加法电路

根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析：

(V1-0)/R1+(V2-0)/R2=(0-Vout)/R3; 得到：Vout/R3=-(V1/R1+V2/R2)

在R1=R2=R3的情况下：Vout=V1+V2；

4.积分电路

根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析：

0-Vout=C1fidt; i=Vin/R2则Vout=-C1/R2*fVindt;f为积分符号

5.微分电路

根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析：

C1*dVin/dt=-Vout/R2;则Vout=-R2*C1*dVin/dt;

6.差分电路

根据“虚短”和“虚断”的原理进行分析：

该放大电路的传递函数为：

Vout=（R4/(R3+R4)）*（(R1+R2)/R1）*V1-R2/R1*V2;

若R1=R3；R2=R4;则上式可以简化为：

Vout=(R2/R1)(V1-V2)

7.检测仪表0-20mA的采样电路

很多控制器接收0-20mA或者4-20mA的电流，电路将此电流信号转换为电压信号，再送到ADC转换为数字信号，上图就是一个典型的这样电路，如果4-20mA的电流通过R1，则会在R1上产生0.4-2V的电压差，由运放“虚断”的特性可知，运放输入端没有电流流过，则流过R2与R3的电流相等；流过R4与R5的电流相等，故有：

（V2-Vy）/R4=Vy/R5；

（V1-Vx）/R2=（Vx-Vout）/R3；

   Vx=Vy；

   V1-V2=0.4——2V；

最后得到Vout=(0.88-4.4)V; 

8.将电压转化为电流电路

运放可以将电流信号转换为电压信号，也可以将电压信号转换为电流信号，上图的负反馈没有通过电阻直接反馈，而是串联了三极管Q1的发射极反馈的。

根据“虚短”和“虚断”的原理，则有：

（Vi-V1）/R1=（V1-V4）/R8;

           V2/R3=（V3-V2）/R5；

                V1=V2；

如果R1=R8；R3=R5；则由以上三式可得到：

V3-V4=Vi；

则通过RL的电流为Vi/R6;如果负载小于100K，则通过RL与R6 的电流一样大。