运放应用电路中同相输入端电阻和反向输入端电阻的问题

2024-11-15 16:17:59
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回答(1):

你的分析基本上是对的,VP和VN的电压等于R1上的电压。但R4上电压和R1上电压也是相等的。
下面我们用”虚断“和”虚短“来分析一下由R4、R2、R1组成的回路:
由”虚短“得到 VP=VN,那么R4、R2、R1就组成了回路,利用”虚断“来分析R2中无电流所以R2上无电压(这一点你在上面已经分析到了),那么VP电压不就是R4上的电压吗?

分析运放电路,电路分析是基础,你在上面说的这些电阻的存在有没有参与分压,起什么作用,加入他们的原因是什么,大小该如何计算,等一系列问题,都是要用基本电路的分析和计算来解决的。基本电路的分析和计算就是电阻和电阻网络的分析计算、节点电流法、回路电压法等基本分析计算方法。当然要结合有关运放的基本分析和计算。

接下来用上面的图为例进行分析:
R4:输入电流 Ii 流经R4,在R4上产生电压,输入到运放同相输入端,R4的大小影响输入电压的高低。所以R4是取样电阻。
R2:是运放同相单的输入电阻,由于运放的输入电流极小,可以看为“虚断”,那么R2上的电压极小可以看成为零。所以R2在计算中不起作用。在实际电路中也是可以省略的。
R1、Rf :组成负反馈网络,由R1、R5、Rf 确定放大器增益。
R8、DW:组成基准电压。
R3、RW1:调整叠加电压 Vf ,通过R5输入到反相输入端,目的是偏移输入输出的关系。
R5、Rf :作用同R1、Rf ,组成负反馈网络,由R1、R5、Rf确定放大器增益。
C1:低通滤波电容,抵抗高频干扰。
R7:输出电阻,增大放大器的输出阻抗。R7不参与计算,也不影响输出结果,主要作用是减少输出过冲,在实际电路中可以省略。

增益计算(利用叠加原理):
增益由同相输入端Vi=VN=Ii*R4、反相输入端Vf 叠加而得到输出电压Vo。
Vo=(1+Rf/R1+Rf/R5)×Vi-(Rf/R5)×Vf
=Ii×(1+Rf/R1+Rf/R5)×R4-(Rf/R5)×Vf
(原图中将第二项中的Rf/R5误为R4/R5。)

回答(2):

这个电路,R3,Vr,R5是校准4ma对应0V输出的,Dw,R6是给这部分提供基准的稳压源。你把这部分摘掉看就很清晰了。这就是一个典型的同相放大电路。R1,R2,RF干什么用我不说你也知道(R1是反馈里的重要元件)。如果不清楚,看书,这是基础。

R3,Vr,R5与R1,R2这个网络,通过调节Vr使I1=4ma时,VP=VN=0V,此时输出为0V。
因为这个网络是线性的,I1=从4至20ma,VP,VN都保持线性,输出也保持线性,调节RF,使得I1=20ma时输出为5V即大功告成,如果此时0V有偏移,反复调节Vr与Rf即可。

R4是匹配4-20ma仪表信号的,它把电流信号转换成电压信号。C1是过滤高频干扰用的。
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忘了说,这道题VP,VN并不等于R4上的电压。

回答(3):

实际上,无论怎么接运放放大的都是+、-两端的电压差,也就是R4上的电压。R2,R1起平衡作用,滤波吧配合C1也会有一点这样的作用。