同相放大器,又称同相比例放大电路,与其相对的是反相比例放大电路。同相放大器采用负反馈稳定总电压增益,运放输出端特性与输入端特性一致,同正或同负。基本电路图如下:

分析三种基本放大电路(同相比例放大电路)(1)

同相比例放大电路的特点:输入信号Vin一定是在接在正端,输出信号Vout电压极性与Vin电压极性一致。同相放大器的特点是输入阻抗高,但是由于输入没有虚地,有较大的共模信号,所以需要共模抑制比较大的运放;

如何理解"同相放大器的特点是输入阻抗高"?

运放可以认为是理想运放,理想运放的特点是阻抗无穷大,但现实中信号输入脚还是有漏电流进去的,只是很小,因此我们分析时就拿理想运放来分析。因此从上图可知,输入信号5脚为无穷大阻抗,并不会影响到我们输入信号,因此同相放大器的输入阻抗高。

分析三种基本放大电路(同相比例放大电路)(2)

如何理解"有较大的共模信号"?

从运放的基本分析定律"虚短"可知,V5电压与V6电压相等,因此运放的5脚6脚都忍受着较高的电压,这就是共模电压。如果你的采样信号是50V而运放供电是12V,很明显50V已超出了运放的共模电压范围,将不能正常工作。

同相比例放大电路的公式:

分析三种基本放大电路(同相比例放大电路)(3)

Au为同相比例放大电路的增益,也就是放大倍数。Rp为平衡电阻,R1,R2才是起放大作用的增益电阻。从公式可以看出同相比例放大电路的增益大于等于1 。等于1时就是我们平常所见的电压跟随器了

分析三种基本放大电路(同相比例放大电路)(4)

所谓电压跟随器,就是增益等于1的同相比例放大电路,也即输出电压Vout=Vin。

我们再回头看同相放大器的公式,我们可以打个比方来理解它,假如Vin输入电压等于1V,根据虚短原理,V5=V6=1V,为什么V6也会等于1V,除了"虚短"原因,内在的是因为运放输出端会负反馈调节电压使V6=V5,假如R2=R1要使V6等于1V,则Vout只有输出2V才行。因此V in输入1V,Vout会输出2V,这样就起到了放大2倍的作用。

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