
教你运用虚短和虚断解决运算放大器问题
2023-06-06 21:09:42
晨欣小编
运算放大器(简称 op-amp)在电路设计中非常重要。然而,在使用过程中,会经常遇到一些问题。其中一个很常见的问题是输入端电压太大,导致输出溢出。这时,可以通过运用“虚短”和“虚断”的方法来解决这个问题。
“虚短”是指把输入端的两个点看成紧密相连的。这时,通过对输入端进行变形,可以使得电压放大器的放大系数与输入电阻变化无关,从而避免输入电压对输出电压的影响。
例如,假设我们的放大器电路如下图所示:

这里,我们可以把输入端的两根引脚点A和点B看作一条线,如下图所示:

这样,我们就可以把电阻R1转移到输入节点上。此时,我们通过分压器的方式,将输入电压分成U1和U2两个信号,如下图所示:

由于点A和点B被看作相同的节点,所以U1和U2的电压值是相等的。因此,我们可以简化电路如下图所示:

显然,此时电路中没有输入电压Uin的影响了。因此,如果我们使用一个理想的放大器,输出电压将恒定为0。
当然,实际上,我们并不能使用一台理想的放大器。因此,假设输出电压为Vout,我们需要满足以下关系式:
Vout = - (R2 / R1) * Uin
这里,我们需要对电路中的运算放大器进行理解和设计,才能计算出正确的输出电压。
除了虚短,我们还可以使用虚断的方法来解决输入端电压过大的问题。
虚断是指将输入端的一些不重要的电路元件断开,从而避免输入电压对输出电压的影响。这里需要注意的是,我们不能断开重要的电路元件,否则会影响整个电路的正常运行。
例如,假设我们的电路如下图所示:

如果输入电压太大,我们可以将输入电阻Rin断开。此时,我们仍然可以使用一个分压器来分解输入电压,如下图所示:

在这个电路中,分压器的两个分压比之和为1,因此,我们可以将输入电压分成Uin和0两个信号。此时,电路中没有Uin的影响了,我们可以得到一个恒定输出电压为0的电路。
当然,这里我们需要注意的是,只有在输入电阻对电路性能影响较小时,我们才能使用虚断的方法来解决溢出问题。如果节省输入电阻会影响整个电路的性能,那么我们需要使用其他方法来解决这个问题。
综上所述,虚短和虚断是解决运算放大器输入电压过大的两种有效方法。但需要注意的是,我们需要根据具体情况选择哪种方法,并在使用过程中小心操作,否则可能会造成损失。