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如何影響輸入阻抗和輸出阻抗的運算放大器性能?

發(fā)布時間:2023-05-11 18:04:27人氣:

  在討論運算放大器時,我們通常會提到運算放大器的輸入阻抗和輸出阻抗,這兩者都是重要的特性,因為它們直接決定了放大器的性能以及它們可以驅(qū)動的負載類型。在本文中,讓我們詳細討論這兩個參數(shù)如何影響運算放大器的運行,以及在電路設計中考慮它們是否重要。


  1、運算放大器中的輸入阻抗


  理想運算放大器的輸入阻抗被假定為無窮大,但在現(xiàn)實生活中并非如此。每個電氣輸入、來源或吸收少量電流。這可以建模為一個與輸入并聯(lián)的電阻,如下圖所示。

  在上圖中,輸入阻抗表示為電阻器,因為在大多數(shù)情況下這是正確的。然而,輸入也有一個小電容。這在較低頻率下不是問題,因為它僅具有減少上升和下降時間的效果。然而,在足夠高的頻率下,該電容可為交流信號提供顯著負載并阻礙上升和下降時間,這也會導致信號失真。


  2、運算放大器中的輸出阻抗


  理想的放大器應該能夠?qū)⑷我鈹?shù)量的電流驅(qū)動到任何負載中。這可以通過強大的輸出驅(qū)動級實現(xiàn),但是,裸放大器本身在可以提供多少電流方面存在一些限制。例如,常見的LM358運算放大器只能提供40mA/20mA的電流/吸收電流。輸出驅(qū)動的這種限制可以被認為是一個與理想輸出串聯(lián)的電阻,如下圖所示。

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  由于輸出僅在電阻器的另一側(cè)可見,如果輸出負載過多,電阻器上會出現(xiàn)明顯的壓降,并且輸出不是放大器提供的實際輸出。這可以通過添加一個輸出級來進一步放大信號并使其適合驅(qū)動大負載來解決。


  3、輸入阻抗和輸出阻抗對放大器的影響


  這兩個問題本身可以克服,但是當您級聯(lián)放大器級時,它開始成為一個問題。

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  第一個放大器的輸出阻抗和第二個放大器的輸入阻抗共同構(gòu)成一個分壓器,衰減第二個放大器看到的信號。第二個放大器的輸入電容和第一個放大器的輸出阻抗也充當?shù)屯V波器,可以濾除可能不受歡迎的較高頻率。

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