比例运算电路：同相比例运算电路与反向比例运算电路的区别

     同相比例运算电路与反相比例运算电路的区别

　　1、反相比例运算电路

　　在反相比例运算电路中，电路输入信号ui总是经过一个电阻R1接到反相输入端，输出信号uo经过一个电阻RF反馈到反相输入端，如图1（a）所示。由图可见，图中电路是一个用国产芯片F741接成的反相比例运算电路，图中同时给出了电源连接及调零电路，并在同相输入端对地串了一个电阻R2=R1//RF，目的是使两个输入端对地的等效电阻相同。需要强调的是，今后除特殊情况外，电源及调零等电路均为默认，不再画出，从而图1（a）所示电路简化为图1（b）所示。

　　

　　（a）用F741接成的反相比例运算电路（b）反相比例运算电路的简化图

　　图1 反相比例运算电路

　　对于图1（b），由于理想运放的经输入电流为零，所以ip=in=0，由于运放的同相和反相输入端“虚短路 ”，反相输入端（标注“N”处）电位近似为0，所以up=un=0。

　　节点N的电流方程为i1=iF

　　（1）

　　则有

　　（2）

　　所以，可得电压放大倍数为

　　（3）

　　上式表明，反相比例放大电路的电压放大倍数仅取决与反馈电阻RF与输入电阻R1之比。式中负号“—”表示输出电压的相位与输入电压相位相反，即“反相”。

　　反相放大器的输入电阻Ri=R1。

　　2、同相比例放大电路

　　同相比例放大电路如图2所示，输入信号ui加在同相输入端，输出信号uo经过一个电阻RF反馈到反相输入端，形成负反馈。

　　

　　图2 同相比例运算电路

　　由于理想集成运放的净输入电流为零，www.diangon.com所以ip=in=0，所以up=ui，且i1=iF，即

　　（4）

　　整理得

　　（5）

　　由于同相和反相输入端虚短路，反相输入端（标注N处）的电位与同相输入端相同，即

　　（6）

　　将式 （6）代入式（5）得

　　（7）

　　所以

　　（8）

　　上式表明，输出电压与输入电压成比例运算关系而且相同。电阻R2是平衡电阻，R2=R1//RF。同相比例运算电路的输入电阻为无穷大。

　　由式（7），如果使R1=∞且RF=0，电路就变成了图3或图4所示，这时的电压放大倍数Auf=1，即uo=ui，电路的输出电压和输入电压相同，这样的电路称为电压跟随器。

　　

　　图3 电压跟随器图4 电压跟随器简化电路