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

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

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

雖然基本的同相運算放大器電路需要與反相對應(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

同相運算放大器的基本電子電路相對簡單。

在這種電子電路設(shè)計中，信號被施加到運算放大器的同相輸入端。這樣，與輸入相比，輸出端的信號不會反轉(zhuǎn)。

然而，反饋通過一個電阻從運算放大器的輸出端傳輸?shù)竭\算放大器的反相輸入端，其中另一個電阻被帶到地。它必須應(yīng)用于反相輸入，因為它是負(fù)反饋。

這兩個電阻的值決定了運算放大器電路的增益，因為它們決定了反饋電平。

基本同相運算放大器電路

同相放大器增益

運算放大器同相電路的增益很容易確定。計算取決于兩個輸入端的電壓相同這一事實。這是因為放大器的增益非常高。如果電路的輸出保持在放大器的供電軌內(nèi)，則輸出電壓除以增益意味著兩個輸入之間幾乎沒有差分。

由于運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的電壓增益可以計算為：

和在=1+R2R1Av=1+R2R1

哪里：

Av = 運算放大器電路的電壓增益

R2 = 反饋電阻電阻，單位為 Ω

R1 = 電阻對地電阻，單位為 Ω

例如，通過使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

運算放大器同相電路的阻抗特別高。

該運算放大器電路的輸入阻抗通?？赡苓h(yuǎn)遠(yuǎn)超過107Ω.

對于大多數(shù)電路應(yīng)用，電路對前幾級的任何負(fù)載影響都可以完全忽略，因為它非常高，除非它們非常敏感。

這與運算放大器電路的反相配置有很大不同，后者僅提供相對較低的阻抗，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。

這可以通過將圖中的高值電阻R3插入地來實現(xiàn)，如下所示。該值通?？蔀?00kΩ或更大。如果未插入該電阻，運算放大器的輸出將被驅(qū)動到其中一個電壓軌。

具有電容耦合輸入的基本同相運算放大器電路

以這種方式插入電阻時，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，使其能夠通過系統(tǒng)所需的最低頻率。在這種情況下，運算放大器的輸出阻抗將很低，因此最大阻抗可能是下一級的阻抗。

單電源同相放大器

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

同相運算放大器電路偏置在電源軌電壓的一半。通過將工作點設(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。

單電源軌同相運算放大器電路。

使用此電路時，有幾點需要注意：

偏置電壓： 同相放大器的偏置電壓由R3和R4設(shè)置。通常，運算放大器本身的輸入阻抗會高于電阻，因此可以忽略不計。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而不會削波。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算放大器本身的輸入阻抗。整個同相放大器電路的輸入阻抗為R3并聯(lián)，R4與運算放大器的輸入阻抗并聯(lián)。實際上，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，否則泄漏電流會使電路不振，并會進(jìn)入電源軌。電解電容器不能在這個位置工作，因為它們的漏電流太高，電路進(jìn)入電源軌。

輸入和輸出電容器： 與任何電子電路設(shè)計一樣，輸入和輸出電容器的選擇必須通過最低頻率而不會產(chǎn)生過度衰減。

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