如何用疊加定理分析運(yùn)算放大器？運(yùn)算放大器的輸出限制分析

在下述的內(nèi)容中，小編將會對運(yùn)算放大器的相關(guān)消息予以報(bào)道，如果運(yùn)算放大器是您想要了解的焦點(diǎn)之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。

一、運(yùn)用疊加定理分析運(yùn)算放大器

在分析運(yùn)算放大器的時(shí)候，你會不會用疊加定理去分析呢？相信您看完本文會大聲感嘆疊加定理太6了??！

那么，先出個(gè)題，例如下圖，是否一眼就能看出答案呢？

電路圖

如果你會疊加定理，那么一眼就可以算出來答案，答案是1+（-8）= -7V

計(jì)算過程

利用疊加定理，如左圖，先把2V的電源去掉，等效于接地，那么電路就等效為一個(gè)同相比例放大器，放大倍數(shù)等于 1+（R2/R1）=5倍，故左邊電路輸出電壓為0.2*5=1V。

然后如右圖，把0.2V電源去掉，同樣等效為接地，那么電路等效為一個(gè)反向比例放大器，放大倍數(shù)等于 -R2/R1 = -4倍，那么輸出電壓就為2*（-4）=-8V。（勘誤：R1為1k）

最后再把二者疊加，1-8=-7V。（勘誤：R1為1k）

那么知道這個(gè)原理了，分析起來運(yùn)算放大器電路是否會更容易呢？是不是感覺疊加定理很好用呢

同理也可以計(jì)算運(yùn)算放大器的求和電路：

這個(gè)電路如何使用疊加定理呢？相信您的心中已經(jīng)有了答案。我把分解圖列出來，您看看和您想的一不一樣。

二、運(yùn)算放大器的輸出限制

運(yùn)算放大器的輸出也有限制，我們看一個(gè)簡單的設(shè)計(jì)。使用運(yùn)算放大器OPA141設(shè)計(jì)跟隨電路，+5V供電，10K電阻R1為負(fù)載，同向輸入端接地，如下圖所示：

同相輸入端接地，我們當(dāng)然認(rèn)為，輸出值是運(yùn)放的失調(diào)電壓，我們先看看OPA141的失調(diào)電壓是多少，如下圖所示,最大失調(diào)電壓為4.3mV。

于是我們可以大膽的預(yù)測上面的OPA141跟隨電路的輸出電壓應(yīng)該是0-4.3mV之間（單電壓供電，輸出不可能為負(fù)數(shù)），但是實(shí)際情況是怎樣的呢？如下圖所示：

輸出是141.57mV,為什么差距這么大呢？這是由運(yùn)放的輸出限制引起的，OPA141的輸出限制如圖所示：

根據(jù)這一參數(shù)，單電源+5V供電時(shí)，輸出Vout：0V+0.2Vto 5V-0.2V即0.2V to 4.8V,也就是說+5V供電時(shí)，輸出在0.2V至4.8V之間才是線性的，如果輸出不在這個(gè)范圍內(nèi)，輸出信號將會失真或者出現(xiàn)非線性。OPA141跟隨電路的輸入是0V，理論上運(yùn)放的輸出也將跟隨到0V，但是這已經(jīng)低于了輸出電壓范圍的最小值了，輸出不再線性，即這里的141.57mV。

有人可能認(rèn)為rail-to-rail的運(yùn)放就可以滿足了吧，其實(shí)不然，rail-to-rail運(yùn)放它的共模輸入電壓范圍可以超過電壓軌，但是輸出僅僅是接近電壓軌，無法超過電源軌。讀者可以查查相關(guān)datasheet，以做驗(yàn)證。

為什么輸出會有限制呢，這涉及到運(yùn)放內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，有興趣的讀者可以進(jìn)一步深究，這里就不在探討了。

以上便是小編此次帶來的有關(guān)運(yùn)算放大器的全部內(nèi)容，十分感謝大家的耐心閱讀，想要了解更多相關(guān)內(nèi)容，或者更多精彩內(nèi)容，請一定關(guān)注我們網(wǎng)站哦。