同相放大电路和反相放大电路特性对比论文

1、论文题目同相放大电路和反相放大电路特性对比目录1.绪论11.1 理想运算放大器模型11.2 同相放大电路基本电路21.3 负反馈的基本概念21.4 虚假短路虚短、虚断31.5 电压跟随器阻抗变换31.6 反相放大电路32同相放大电路和反相放大电路的特性比较42.1 阻抗变换特性比较42.2 功率放大特性比较52.3 可否作为缓冲器使用特性比较72.4 传感器输出电阻（信号源内阻）的变化对放大器的选择82.5 共模抑制比特性比较83同相放大电路和反相放大电路的其他应用103.1 求差（减法）电路103.2 求和（加法）电路113.3 积分电路123.4 微分电路133.5 仪用放大器134总结1

2、45.参考文献166致谢17学位论文答辩评审表同相放大电路和反相放大电路特性对比摘要: 本文首先简明介绍了同相放大电路、反相放大电路的基本电路模型、电路特点及 其几项技术指标的计算，着重研究了两种放大电路的基本特性和由它们组成的 求差（减法）、求和（加法）、积分、微分电路及仪用放大器。在线性电路理 论分析与计算的基础上，从理论计算和Multisim8.0仿真两个方面考察了同相与 反相放大电路的基本特性，得出了一系列结论。关键词: 同相放大电路；反相放大电路The Comparison between In-phase Amplifier Circuit and InvertinAmplifie

3、r CircuitAbstract : The study briefly introduced the basic electronic models, features and some technical indexes calculation of Noninverting amplifier circuit and see-saw circuit at first, in which the basic characteristics of the two circuits and their integral and differential circuits and instru

4、ment amplifier had been studied particularly.Based on the calculation and analysis of linear circuit theory, the study investigated the basic characteristics of the two circuits from the aspects of theoretical calculation and Multisim8.0 simulation, and then some conclusions were drawn.Keywords : In

5、-phase amplifier circuit; inverting amplifier circuit同相放大电路和反相放大电路特性对比1.绪论集成电路运算放大器（简称集成运放）是一种电子器件，它是采用一定制造工艺将 大量半导体三极管、电阻、电容等元件及它们之间的连线制作在同一小块单晶硅的芯片 上，并具有一定功能的电子线路。集成运放是一种高增益直接耦合放大器，是最基本、最具有代表性的、应用最广泛 的一种模拟集成电路，它不仅适用于信号的运算、处理、变换、测量和信号产生电路， 而且还可用于开关电路中。运算放大器作为基本的电子器件，虽然本身具有非线性的特 性，但在许多情况下，它作为线性电路的器件

6、，很容易用来设计各种应用电路。随着集成电路的迅速发展，相继出现了一些用于微弱信号检测的高性能专用集成运 放。但是，在放大电路的设计中，除了要选择参数匹配的元器件外，还应合理的选择电 路，使电路的各个放大性能达到最佳。用单片集成运放加上简单的外部电阻可以构成同相放大电路和反向放大电路。它们 是集成运放作为放大元件使用的两个简本电路。由这两个基本电路还可以组成求差（减 法）、求和（加法）、积分、微分电路及仪用放大器等基本电路。下面介绍集成运放内部 的主要结构、理想运算放大器和电路模型，然后用线性电路理论分析由理想运放和电阻、 电容等元件构成的简单应用电路同相放大电路、反相放大电路，确定它们不同的应

7、 用场合，为小信号放大电路设计提供理论基础。1.1 理想运算放大器模型理想运算放大器模型的主要组成部分可归纳如下：（1）输出电压 vo 的饱和极值等于运放的电源电压，即 + Vom = V + 和 - Vom = V - 。（2）运放的开环电压增益很高，以至差分输入电压（vp-vn）的值尽管小仍可驱动 运放进入饱和区。即，若（vp-vn）0，则 vo 将趋于饱和极限电压+Vom=V+。反之，若（vp-vn） t ，vo 增大，直到 - vo = +Vom ,即运放输出电压的最大值Vom 受直流电源电压的限制，致使运 放进入饱和状态，vo 保持不变，而停止积分。图 3.3 所示积分电路，可用来作

8、为显示器的扫描电路、模数转换器或作为数学模拟运算器等。3.4 微分电路 C vNi I +vI-viRo图 3.4微分电路将图 3.3 积分电路中的电阻和电容元件对换位置，并选取比较小的时间常数 RC，便 得图 3.4 微分电路。这个电路同样存在虚地， vN =0 和虚断 iI = 0, i1 = i 。设 t = 0 时，电容器 C 的初始电压 vc(0) = 0 ，当信号电压VI 接入后，便有i1 = C dvIdtvN - vo = i1R = RC dvIdt从而得vo = -RC dvIdt（3.4.1）上式表明，输出电压 vo 正比于输入电压 vI 对时间的微商，负号表示它们的相位

9、相 反。当输入电压 vI 为节约信号时，考虑到信号源总存在内阻，在 t = 0 时，输出电压仍 为一个有限值。随着电容器 C 的充电，输出电压 vo 将逐渐地衰减，最后趋近于零。如果输入信号时正弦函数vi = sin wt ，则输出信号 vo = -RCw cos wt 。此式表明，vo 的输出幅度将随频率的增加而线性地增加。因此微分电路对高频噪声特别敏感，以致 输出噪声可能完全淹没微分信号。微分电路的应用是很广泛的，在线性系统中，除了可作微分运算外，在数字电路中， 常用来作波形变换，例如将矩形波变换为顶脉冲波。3.5 仪用放大器v1+A1 v3R3 +vn3R4 vR1 = v1 -v2iR

10、1R2v iR2A3 voR1R2.iR23 -v4- A2v2-R3. R4. v4vp3图 3.5仪用放大器仪用放大器电路如 3.5 所示。由图可知，它是由运放 A1、A2 按同相输入接法组成 第一级差分放大电路，运放 A3 组成第二级差分放大电路。在第一级电路中，v1、v2 分 别加到 A1 和 A2 的同相端，R1 和两个 R2 组成反馈网络，引入了负反馈，两运放 A1、A2 的两输入端形成虚短和虚断，因而有 vR1 = v1 - v2 和 vR1R1= (v3 - v4)2R2 + R1，故得+v3 - v4 = 2R2R1 vR1 = 1 + 2R2 (v1 - v2)（3.5.1

11、）R1根据式 4.1.4 的关系，可得R1 vo = - R4 (v3 - v4) = - R4 1 + 2R2 (v1 - v2)（3.5.2）R3于是电路的电压增益为R3 R1 Av =voR4 = -1 +2R2 （3.5.3）v1 - v2R3 R1 在仪用放大器中，通常 R2、R3 和 R4 为给定值，R1 用可变电阻代替，调节 R1 的 值，即可改变电压增益。由于输入信号 v1 和 v2 都是从 A1 和 A2 的同相端输入，电路出现虚短和虚断现象， 因而流入电路电流等于 0，所以输入电阻 Ri 。目前，这种仪用放大器已有多种型号 的单片集成电路产品，在测量系统中应用很广。4总结本

12、文首先简要介绍了同相放大电路，反相放大电路的基本电路模型、电路特点及其 几项技术指标的计算，着重研究了两种放大电路的基本特性和由它们组成的求差（减法）、求和（加法）、积分、微分电路及仪用放大器。在线性电路理论分析与计算的基础 上，从理论计算和 Multisim8.0 仿真两个方面考察了同相与反相放大电路的基本特性。 研究表明：（1）、同相放大电路可作为阻抗变换使用，而反相放大电路不能作为阻抗变换使用。（2）、同相放大电路对功率有很好的放大作用，而反相放大电路对功率没有放大作 用。（3）、同相放大电路可作为缓冲器使用，而反相放大电路不能作为缓冲器使用。（4）、在同相放大电路中，信号源内阻的大小对

13、实际输入电压没有影响；在反相放 大电路中，信号源内阻的大小对实际输入电压有影响。（5）、同相运算放大器要求有较高的共模抑制比，而反相运算放大器对共模抑制比 没有特殊要求。5.参考文献1 童相海.探析集成运放在电功率测量中的应用 J. 制造业自动化, 2010,12(5):21-24.2 董俊宏，王英剑，李小珉. 集成运放放大电路的噪声分析J. 电气电子教学学 报.2006,02(4):52-54.3 蔡锦福.运算放大器原理与应用M.北京:科学出版社,2005:12-50.4 康华光,陈大钦,张林.电子技术基础模拟部分M.（第五版）.北京:高等教育出版 社,2006:56-88.5 周胜海,郭淑

14、红.基于低噪声运放的传感器前置放大器设计J.仪表技术与传感 器,2006,9(5):8-12.6 周佩丽,张记龙,王志斌.光电离传感器中微电流检测电路的设计J. 传感器与微 系统,2001,10(5):8-10.7沙占友,安国臣,于国庆.可编程仪表放 大器的优化设计 J.电测与仪 表,2007,6(5):37-39.8 催利平.仪表放大器电路设计J.现代电子技术,2009,11(5):10-13.9 吕曙东.基于 Multisim10的矩形波信号发生器仿真与实现 J. 电子设计工 程,2010,11(2):9-13.10段晓峰,陈向东,黎文模.一种新型的COMS电流反馈运算放大器J. 微电子学与计 算机,2006,7(6):36-44.11 吴位巍.关于电压放大电路静态工作点稳定性的定量分析J.四川师范大学学 报,2000,2(10):22-26.12 浦辙.基本放大电路动态分析技巧 J.无锡商业职业技术学院学报， 2006,3(6