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什么情況下運放才能用虛短和虛斷的概念 |
| 作者：zsage 欄目：模擬技術 |
分析電路時看到運放就用虛短的方法，但有時對有時錯，不知其所以然。 看書上說在深度負反饋的情況下虛短和虛斷的概念才成立，但一般的電路怎么看出它是深度負反饋啊�；蛘哂袥]有其它簡易的方法判斷呢？ 請各位高手指點。 |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： iQanalog 于 2005/8/1 0:42:00 發(fā)布：
你先舉一個不虛短的例子看看 |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： youxing 于 2005/8/1 10:58:00 發(fā)布：
RE 一般集成運放加負反饋，就可用虛短，虛斷了 老師說的，呵呵 |
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： 吳明詩 于 2005/8/1 12:07:00 發(fā)布：
超出參數(shù)范圍時可以不用了 |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： zmlab.com 于 2005/8/1 21:42:00 發(fā)布：
虛短的條件是運放的開環(huán)放大倍數(shù)為無窮大 開環(huán)放大倍數(shù)離無窮大越遠，虛短就越不成立，就這么簡單。那些書的作者和那些教書先生都是人云亦云，自己不甚了了，終于誤人子弟! |
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| 6樓： | >>參與討論 |
| 作者： 道源 于 2005/8/2 15:09:00 發(fā)布：
|1+AF|>10便可認為是深度負反饋 |
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| 7樓： | >>參與討論 |
| 作者： zmlab.com 于 2005/8/3 11:48:00 發(fā)布：
和學電子的朋友談談“虛短”的理解 花了點時間寫了點對運放”虛短“的理解，希望對在這方面有困惑的朋友有幫助，有什么問題歡迎提出，一起討論。說得不對也請指出。 對”虛短“已然掌握的朋友就不要浪費時間讀此貼了。 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 運放“虛短” 的實現(xiàn)有兩個條件： 1 ) 運放的開環(huán)增益A要足夠大； 2 ) 要有負反饋電路。 先談第一點，我們知道，運放的輸出電壓Vo等于正相輸入端電壓與反相輸入端電壓之差Vid乘以運放的開環(huán)增益A。即 Vo = Vid * A = (VI+ - VI-) * A ( 1 ) 由于在實際中運放的輸出電壓不會超過電源電壓，是一個有限的值。在這種情況下，如果A 很大，(VI+ - VI-)就必然很小；如果(VI+ - VI-)小到某程度，那么我們實際上可以將其看作0，這個時候就會有VI+ = VI-，即運放的同相輸入端的電壓與反相輸入端的電壓相等，好象連在一起一樣，這我們稱為“虛短路” 。注意它們并未真正連在一起，而且它們之間還有電阻，這一點一定要牢記。 在上面的討論中，我們是怎樣得到“虛短” 的結果的呢？ 我們的出發(fā)點是公式 ( 1 ) ，它是運放的特性，是沒有問題的，我們可以放心。然后，我們作了兩個重要的假設，一個是運放的輸出電壓大小有限，這沒有問題，運放輸出當然不會超過電源，因此這個假設絕對成立，所以以后我們就不提了。第二個是說運放開環(huán)增益A很大。普通運放的A通常都達10**6，10**7甚至更高，這個假設一般沒問題，但不要忘記，運放的實際開環(huán)增益還與其工作狀態(tài)有關，離開了線性區(qū)，A就不一定大了，所以，這第二個假設是有條件的，我們也先記住這一點。 因此我們知道，當運放的開環(huán)增益A很大時，運放可以有“虛短” 。但這只是可能性，不是自動就實現(xiàn)的，隨便拿一個運放說它的兩個輸入端是“虛短” 沒有人會相信�！疤摱獭� 要在特定的電路中才能實現(xiàn)。 請先看圖1的電路，如果我們將反相輸入端IN-的電平固定，比如在0V，在同相輸入端IN+加一個固定電壓V1，并取V1 = 1mV，設運放的A = 10**6。這樣，按照公式( 1 ) ，運放的輸出電壓Vo應該為 Vo = A * ( V1 – 0 ) = 1000000 * 1 /1000 = 1000 (V) 顯然，Vo 到不了1000V，它上升不到VCC運放就飽和了，A也不再是1000000了，上面的計算完全不成立，輸出電壓停止在比VCC略小的數(shù)值上。 這種是沒有負反饋的情況，比較器就工作在這種情況，“虛短” 在這里不存在，兩個輸入段之間的電壓差是1mV。 如果我們加上負反饋電路，如圖2所示，即將輸出電壓Vo的一部分反送到運放的反相輸入端。初始時V1 = 0，Vo = 0，反相輸入端的電壓也是0。然后我們同樣將V1調為1mV，在V1調高這一瞬間，(VI+ - VI-) = 1mV，運放受到這樣一個正輸入電壓，其輸出電壓馬上上升。由于有負反饋，VI- = Vo * R1 / (R1 + Rf) 也跟著上升，從而使得(VI+ - VI-)變小，這一小，Vo上升就變慢。最后，當Vo上升到一個值，使得VI- = VI+ = V1，即(VI+ - VI-) = 0，這時Vo就不動了，而運放的兩個輸入端就處于“虛短” 狀態(tài)。可以看出，“虛短” 所以得以實現(xiàn)是由于有負反饋使VI- 逼近VI+的緣故。 所以“虛短” 存在的條件是： 1 ) 運放的開環(huán)增益A要足夠大； 2 ) 要有負反饋電路。 明白了“虛短” 得條件后我們就很容易判斷什么時候能什么時候不能用“虛短” 作電路分析了。 在實際上，條件( 1 ) 對絕大多數(shù)運放都是成立的，關鍵要看工作區(qū)域。如果是書上的電路，通過計算判斷；如果是實際電路，用儀器量運放輸出電壓是否合理即可知道。 與“虛短” 相關的還有一種情況叫“虛地” ，就是有一個輸入端接地時的“虛短” ，不是新情況。 有些書上說要深度負反饋條件下才能用“虛短” ，我覺得這不準確，我認為這樣說的潛思考是，在深度負反饋的情況下運放更可能工作在線性區(qū)。但這不是絕對的，輸入信號太大時，深度負反饋的運放照樣進入飽和。所以，應該以輸出電壓值判斷最可靠。 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
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| 8樓： | >>參與討論 |
| 作者： feng_zc 于 2005/8/3 16:09:00 發(fā)布：
條件：在線性范圍內 在線性范圍內，談電壓用虛短路，談電流用虛斷路。因為，運放正常工作時，＋－兩端電壓趨于0，流過的電流也趨于0。 |
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| 9樓： | >>參與討論 |
| 作者： 永恒愛人 于 2005/8/3 17:18:00 發(fā)布：
在非線性范圍內 在非線性范圍內（比如開關狀態(tài)），虛斷成立，虛短不成立。 |
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| 10樓： | >>參與討論 |
| 作者： 雷風 于 2005/8/3 19:02:00 發(fā)布：
分析比較精彩 不過好像沒有圖？ |
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| 11樓： | >>參與討論 |
| 作者： zmlab.com 于 2005/8/3 22:38:00 發(fā)布：
不明白怎樣貼圖，請賜教。 |
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| 12樓： | >>參與討論 |
| 作者： zmlab.com 于 2005/8/4 7:19:00 發(fā)布：
貼了圖，看是否成功。 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 運放“虛短” 的實現(xiàn)有兩個條件： 1 ) 運放的開環(huán)增益A要足夠大； 2 ) 要有負反饋電路。 先談第一點，我們知道，運放的輸出電壓Vo等于正相輸入端電壓與反相輸入端電壓之差Vid乘以運放的開環(huán)增益A。即 Vo = Vid * A = (VI+ - VI-) * A ( 1 ) 由于在實際中運放的輸出電壓不會超過電源電壓，是一個有限的值。在這種情況下，如果A 很大，(VI+ - VI-)就必然很小；如果(VI+ - VI-)小到某程度，那么我們實際上可以將其看作0，這個時候就會有VI+ = VI-，即運放的同相輸入端的電壓與反相輸入端的電壓相等，好象連在一起一樣，這我們稱為“虛短路” 。注意它們并未真正連在一起，而且它們之間還有電阻，這一點一定要牢記。 在上面的討論中，我們是怎樣得到“虛短” 的結果的呢？ 我們的出發(fā)點是公式 ( 1 ) ，它是運放的特性，是沒有問題的，我們可以放心。然后，我們作了兩個重要的假設，一個是運放的輸出電壓大小有限，這沒有問題，運放輸出當然不會超過電源，因此這個假設絕對成立，所以以后我們就不提了。第二個是說運放開環(huán)增益A很大。普通運放的A通常都達10**6，10**7甚至更高，這個假設一般沒問題，但不要忘記，運放的實際開環(huán)增益還與其工作狀態(tài)有關，離開了線性區(qū)，A就不一定大了，所以，這第二個假設是有條件的，我們也先記住這一點。 因此我們知道，當運放的開環(huán)增益A很大時，運放可以有“虛短” 。但這只是可能性，不是自動就實現(xiàn)的，隨便拿一個運放說它的兩個輸入端是“虛短” 沒有人會相信。“虛短” 要在特定的電路中才能實現(xiàn)。 http://www.21icsearch.com/buzi/upimage/upfile2005/img/200508/200584713498294.gif 請先看圖1的電路，如果我們將反相輸入端IN-的電平固定，比如在0V，在同相輸入端IN+加一個固定電壓V1，并取V1 = 1mV，設運放的A = 10**6。這樣，按照公式( 1 ) ，運放的輸出電壓Vo應該為 Vo = A * ( V1 – 0 ) = 1000000 * 1 /1000 = 1000 (V) 顯然，Vo 到不了1000V，它上升不到VCC運放就飽和了，A也不再是1000000了，上面的計算完全不成立，輸出電壓停止在比VCC略小的數(shù)值上。 這種是沒有負反饋的情況，比較器就工作在這種情況，“虛短” 在這里不存在，兩個輸入段之間的電壓差是1mV。 如果我們加上負反饋電路，如圖2所示，即將輸出電壓Vo的一部分反送到運放的反相輸入端。初始時V1 = 0，Vo = 0，反相輸入端的電壓也是0。然后我們同樣將V1調為1mV，在V1調高這一瞬間，(VI+ - VI-) = 1mV，運放受到這樣一個正輸入電壓，其輸出電壓馬上上升。由于有負反饋，VI- = Vo * R1 / (R1 + Rf) 也跟著上升，從而使得(VI+ - VI-)變小，這一小，Vo上升就變慢。最后，當Vo上升到一個值，使得VI- = VI+ = V1，即(VI+ - VI-) = 0，這時Vo就不動了，而運放的兩個輸入端就處于“虛短” 狀態(tài)�？梢钥闯�，“虛短” 所以得以實現(xiàn)是由于有負反饋使VI- 逼近VI+的緣故。 所以“虛短” 存在的條件是： 1 ) 運放的開環(huán)增益A要足夠大； 2 ) 要有負反饋電路。 明白了“虛短” 得條件后我們就很容易判斷什么時候能什么時候不能用“虛短” 作電路分析了。 在實際上，條件( 1 ) 對絕大多數(shù)運放都是成立的，關鍵要看工作區(qū)域。如果是書上的電路，通過計算判斷；如果是實際電路，用儀器量運放輸出電壓是否合理即可知道。 與“虛短” 相關的還有一種情況叫“虛地” ，就是有一個輸入端接地時的“虛短” ，不是新情況。 有些書上說要深度負反饋條件下才能用“虛短” ，我覺得這不準確，我認為這樣說的潛思考是，在深度負反饋的情況下運放更可能工作在線性區(qū)。但這不是絕對的，輸入信號太大時，深度負反饋的運放照樣進入飽和。所以，應該以輸出電壓值判斷最可靠。 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
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| 13樓： | >>參與討論 |
| 作者： zmlab.com 于 2005/8/4 7:23:00 發(fā)布：
看來不成功。謝謝版主，anyway |
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| 14樓： | >>參與討論 |
| 作者： 丁丁 于 2009/12/4 8:00:42 發(fā)布：
那么多年一直漿糊，看了你的解說，終于明白一些了，太感謝了。 |
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| 15樓： | >>參與討論 |
| 作者： aa 于 2010/1/19 11:21:30 發(fā)布：
不錯，力頂! |
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| 16樓： | >>參與討論 |
| 作者： zhoupeng 于 2010/1/25 23:03:38 發(fā)布：
非常感謝！�。。。。。。。。。。� |
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| 17樓： | >>參與討論 |
| 作者： 泰山 于 2010/3/16 15:45:08 發(fā)布：
又有更深層次的理解了。頂 |
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| 18樓： | >>參與討論 |
| 作者： juni 于 2010/5/18 16:14:32 發(fā)布：
真是謝謝上面的解答了！ |
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| 19樓： | >>參與討論 |
| 作者： 無 于 2010/5/25 20:29:58 發(fā)布：
天才�。。。。。。。。。。。� |
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| 20樓： | >>參與討論 |
| 作者： 庭 于 2010/6/25 9:28:48 發(fā)布：
解答的不錯，非常感謝 |
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| 21樓： | >>參與討論 |
| 作者： 冷處理 于 2011/3/6 11:49:40 發(fā)布：
看了樓上各位的討論，覺得還是不能解答下面的疑問： 運放的虛短虛斷條件何時可以成立？一定要在有負反饋的線性區(qū)？還是處于正反饋的比較狀態(tài)時也可以使用？ | |
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