運(yùn)算放大器同相放大器電路提供高輸入阻抗，并具有與運(yùn)算放大器相關(guān)的所有其他優(yōu)點(diǎn)。

同相放大器配置是最流行和廣泛使用的運(yùn)算放大器電路形式之一，它用于許多電子設(shè)備。

運(yùn)算放大器同相放大器電路提供高輸入阻抗以及使用運(yùn)算放大器的所有優(yōu)勢(shì)。

雖然基本的同相運(yùn)算放大器電路需要與反相對(duì)應(yīng)電路相同數(shù)量的電子元件，但它可用于高輸入阻抗很重要的應(yīng)用。

同相放大電路

同相運(yùn)算放大器的基本電子電路相對(duì)簡(jiǎn)單。

在這種電子電路設(shè)計(jì)中，信號(hào)被施加到運(yùn)算放大器的同相輸入端。這樣，與輸入相比，輸出端的信號(hào)不會(huì)反轉(zhuǎn)。

然而，反饋通過(guò)一個(gè)電阻從運(yùn)算放大器的輸出端傳輸?shù)竭\(yùn)算放大器的反相輸入端，其中另一個(gè)電阻被帶到地。它必須應(yīng)用于反相輸入，因?yàn)樗秦?fù)反饋。

這兩個(gè)電阻的值決定了運(yùn)算放大器電路的增益，因?yàn)樗鼈儧Q定了反饋電平。

基本同相運(yùn)算放大器電路

同相放大器增益

運(yùn)算放大器同相電路的增益很容易確定。計(jì)算取決于兩個(gè)輸入端的電壓相同這一事實(shí)。這是因?yàn)榉糯笃鞯脑鲆娣浅８摺Ｈ绻娐返妮敵霰３衷诜糯笃鞯?a target="_blank">供電軌內(nèi)，則輸出電壓除以增益意味著兩個(gè)輸入之間幾乎沒(méi)有差分。

由于運(yùn)算放大器的輸入不吸收電流，這意味著流經(jīng)電阻R1和R2的電流相同。反相輸入端的電壓由R1和R2組成的分壓器組成，由于兩個(gè)輸入端的電壓相同，因此反相輸入端的電壓必須與同相輸入端的電壓相同。這意味著 Vin = Vout x R1 / (R1 + R2)。因此，電路Av的電壓增益可以計(jì)算為：

和在=1+R2R1Av=1+R2R1

哪里：

Av = 運(yùn)算放大器電路的電壓增益

R2 = 反饋電阻電阻，單位為 Ω

R1 = 電阻對(duì)地電阻，單位為 Ω

例如，通過(guò)使R2 47 k歐姆和R1 4.7 k歐姆，可以構(gòu)建需要11增益的放大器。

同相放大器輸入阻抗

運(yùn)算放大器同相電路的阻抗特別高。

該運(yùn)算放大器電路的輸入阻抗通常可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)107Ω.

對(duì)于大多數(shù)電路應(yīng)用，電路對(duì)前幾級(jí)的任何負(fù)載影響都可以完全忽略，因?yàn)樗浅８撸撬鼈兎浅Ｃ舾小?/p>

這與運(yùn)算放大器電路的反相配置有很大不同，后者僅提供相對(duì)較低的阻抗，具體取決于輸入電阻的值。

交流耦合同相放大器

在大多數(shù)情況下，可以直流耦合電路。在需要交流耦合的情況下，必須確保同相具有一條接地直流路徑，以應(yīng)對(duì)偏置IC內(nèi)輸入器件所需的非常小的輸入電流。

這可以通過(guò)將圖中的高值電阻R3插入地來(lái)實(shí)現(xiàn)，如下所示。該值通常可為100kΩ或更大。如果未插入該電阻，運(yùn)算放大器的輸出將被驅(qū)動(dòng)到其中一個(gè)電壓軌。

具有電容耦合輸入的基本同相運(yùn)算放大器電路

以這種方式插入電阻時(shí)，應(yīng)該記住，電容-電阻組合C1 / R3形成具有截止頻率的高通濾波器。截止點(diǎn)發(fā)生在容抗等于電阻的頻率處。

同樣，應(yīng)選擇輸出電容，使其能夠通過(guò)系統(tǒng)所需的最低頻率。在這種情況下，運(yùn)算放大器的輸出阻抗將很低，因此最大阻抗可能是下一級(jí)的阻抗。

單電源同相放大器

運(yùn)算放大器電路通常設(shè)計(jì)為采用+9V和-9V等雙電源供電。這并不總是容易實(shí)現(xiàn)的，因此使用電子電路設(shè)計(jì)的單端或單電源版本通常很方便。這可以通過(guò)創(chuàng)建通常稱為半電源軌來(lái)實(shí)現(xiàn)。

同相運(yùn)算放大器電路偏置在電源軌電壓的一半。通過(guò)將工作點(diǎn)設(shè)置在此電壓下，可以在不削波的情況下在輸出上獲得最大擺幅。

單電源軌同相運(yùn)算放大器電路。

使用此電路時(shí)，有幾點(diǎn)需要注意：

偏置電壓： 同相放大器的偏置電壓由R3和R4設(shè)置。通常，運(yùn)算放大器本身的輸入阻抗會(huì)高于電阻，因此可以忽略不計(jì)。通常，偏置電壓設(shè)置為電源軌電壓的一半，以使輸出能夠在任一方向上均等擺動(dòng)而不會(huì)削波。R3 和 R4 通常是相同的值。

輸入阻抗： 這種布置的輸入阻抗將低于運(yùn)算放大器本身的輸入阻抗。整個(gè)同相放大器電路的輸入阻抗為R3并聯(lián)，R4與運(yùn)算放大器的輸入阻抗并聯(lián)。實(shí)際上，這通常等同于R3與R4并行，即(R3 x R4)/ R3 + R4)。

電容器 C3： 電容器C3的泄漏必須非常低，否則泄漏電流會(huì)使電路不振，并會(huì)進(jìn)入電源軌。電解電容器不能在這個(gè)位置工作，因?yàn)樗鼈兊穆╇娏魈撸娐愤M(jìn)入電源軌。

輸入和輸出電容器： 與任何電子電路設(shè)計(jì)一樣，輸入和輸出電容器的選擇必須通過(guò)最低頻率而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)度衰減。

使用運(yùn)算放大器的同相放大器配置對(duì)于需要高輸入阻抗的電子設(shè)備中的電子電路設(shè)計(jì)特別有用。同相放大器電路易于構(gòu)建，在實(shí)踐中可靠且運(yùn)行良好。