什么是运算放大器/比较器?
出处:eeweb 发布于:2021-06-15 15:38:09
什么是运算放大器/比较器?
放大器(电压放大器)和运算放大器模型
放大器具有通过放大器的放大系数增大输入信号以进行输出的功能。电气/电子电路主要使用电压和电流作为输入信号和输出信号。这种放大电路的配置分为以下四种类型:
VCVS(压控电压源)电压输入/电压输出
CCCS(电流控制电流源)电流输入/电流输出
VCCS(压控电流源)电压输入/电流输出
CCVS(电流控制电压源)电流输入/电压输出
上述四种类型所需的功能是在不衰减的情况下检测和放大输入信号,并在不衰减负载的情况下提供输出信号。我们将通过对输入信号源、放大器和负载进行建模来考虑放大器所需的功能。
图 1 (a) – (d) 显示了上述四个放大器的模型,包括输入信号源和负载。图1(a)所示为压控电压源模型。该放大器的输入电阻用 Ri 表示,输出电阻用 Ro 表示,放大系数用 Av 表示。输入信号源由电压源 Vs、输出电阻 Rs 和负载 RL 建模。使用这些模型,通过以下等式计算输出电压:
Vo=(RL/(Ro+RL))·Av·(Ri/(Rs+Ri))·Vs (1.1.1)
信号电压被 Rs 和 Ri 分压,使衰减后的信号输入到放大器。放大器的输出电压被 Ro 和 RL 分压,并提供给负载。Ri越大,输入到放大器的信号电压衰减越小;Ro 越小,提供给负载的输出电压衰减越小。
假设公式(1.1.1)中 Ri = ∞ [Ω] 且 Ro = 0 [Ω],则
Vo=Av·Vs (1.1.2)
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图 1 放大器类型
我们知道,放大后的电压可以在不衰减的情况下提供给负载,信号源的电压也不会衰减。因此,希望为压控电压源提供无穷大的输入电阻和零输出电阻。其他三种放大器所需的输入电阻和输出电阻汇总在图 2 的表格中。当分为上述四种放大器时,运算放大器是一种电压控制电压源。因此,对于通常具有接近这种特性的电路配置的运算放大器来说,高输入电阻和低输出电阻是优选的。
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图2 理想的输入输出电阻
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