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分压反馈如何设定同相与反相 Op-Amp 放大器增益

在 Op-Amp 负反馈路径加入分压器,意味着仅部分输出反馈至反相输入。结果输出成为输入的可预测倍数。为简化,此处省略电源连接。

分压反馈如何设定同相与反相 Op-Amp 放大器增益

R1 = R2 = 1 kΩ,6 V 输入时,为使反相输入保持 6 V,Op-Amp 必须输出 12 V。分压器强制输出为输入两倍。

也可通过计算 R1 电流分析:R1 左端接地,右端 6 V,压降 6 V,电流 6 mA 从右向左流过。因 Op-Amp 输入电流可忽略,同等电流流过 R2 产生另 6 V 压降。两电压相加得 12 V 输出。

这 6 mA 去向何处?从正电源经 Op-Amp 输出引脚、R2、R1 流向地。6 V 信号源仅迫使 Op-Amp 平衡两输入,不向分压器供电。

分压反馈如何设定同相与反相 Op-Amp 放大器增益

改变电阻值改变整体增益。通用增益公式:

分压反馈如何设定同相与反相 Op-Amp 放大器增益

增益不能低于 1。若 R2 为零,电路退化为电压跟随器,单位增益。增大 R2 相对 R1 可任意提升增益。

因输出极性与输入一致,此配置称为同相放大器。

Op-Amp 差分增益的作用

一旦引入负反馈,Op-Amp 内部差分增益(如 200,000 或 250,000)对整体电路行为影响可忽略。外部电阻比决定闭环增益,这与晶体管放大器强依赖 β 特性形成对比。

接地同相输入的反相放大器

现考虑输入施加于分压器底端,同相输入接地:

分压反馈如何设定同相与反相 Op-Amp 放大器增益

负反馈强制反相输入成为虚地(0 V)。R1 = R2 = 1 kΩ,左侧施加 6 V 输入时,输出必须摆至 –6 V 以维持中点 0 V。

此配置增益公式:

分压反馈如何设定同相与反相 Op-Amp 放大器增益

此处增益可小于 1,输出极性与输入相反,故称反相放大器。

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