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[導(dǎo)讀]電壓(電流)運算放大器為什么要增大(減小)輸入阻抗?

輸入阻抗跟一個普通的電抗元件沒什么兩樣,它反映了對電流阻礙作用的大小。對于電壓驅(qū)動的電路,輸入阻抗越大,則對電壓源的負(fù)載就越輕,因而就越容易驅(qū)動,也不會對信號源有影響;而對于電流驅(qū)動型的電路,輸入阻抗越小,則對電流源的負(fù)載就越輕。因此,我們可以這樣認(rèn)為:如果是用電壓源來驅(qū)動的,則輸入阻抗越大越好;如果是用電流源來驅(qū)動的,則阻抗越小越好(注:只適合于低頻電路,在高頻電路中,還要考慮阻抗匹配問題。另外如果要獲取最大輸出功率時,也要考慮阻抗匹配問題。)

下圖黃色圈這里說明了輸入阻抗不足而引起的輸出誤差,實際應(yīng)為1V,但仿真結(jié)果只有919.68mV,這在高精度應(yīng)用中會產(chǎn)生不好的影響。

所謂的輸入電阻就是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻,但是不包括信號源的內(nèi)阻。這里我們假設(shè)信號源的內(nèi)阻不變,當(dāng)放大電路與信號源相接時,放大電路就成為信號源的負(fù)載了,它必從信號源索取電流,電流的大小表明放大電路對信號源的影響程度。如果運放的輸入阻抗越大,就表明放大電路從信號源索取的電流越小,信號源的內(nèi)阻不變,電流越小,即信號源內(nèi)阻上的電壓就越小,信號電壓損失越小。而放大電路得到的輸入電壓越接近信號源電壓,因為輸入阻抗越大,信號源的信號基本上能全部落到放大器上,不至于被信號源的內(nèi)阻消耗掉。

在電路中,電壓跟隨器一般做緩沖級隔離級。因為,電壓放大器的輸入阻抗一般比較高,通常在幾千歐到幾十千歐,如果后級的輸出阻抗比較小,那么信號就會有相當(dāng)?shù)牟糠謸p耗在前級的輸出電阻中。在這個時候,就需要電壓跟隨器來從中進(jìn)行緩沖。起到承上啟下的作用。應(yīng)用電壓跟隨器的另外一個好處就是,提高了輸入阻抗,這樣,輸入電容的容量可以大幅度減小,為應(yīng)用高品質(zhì)的電容提供了前提保證。當(dāng)信號從放大器輸出的時候,在輸出端會有一個負(fù)載(廣義的啊,別狹義的理解),這時他需要一定的電流提供能力,你的輸出阻抗如果高,輸出電流流經(jīng)輸出電阻,再經(jīng)過負(fù)載,勢必有一部分能量是消耗在了輸出電阻上了;

因此,理想狀態(tài)的電壓/電壓運算放大器都是:Ri=無窮大、Ro=0、開環(huán)增益=無窮大。

下圖是我加了電壓跟隨器做緩沖級隔離級,提高輸入阻抗,達(dá)到實際要求。

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