“虛短”和“虛斷”怎麼理解

時間 2021-06-11 18:09:12

1樓:南非烏雀

虛短、虛斷是類比電路中理想整合運放的兩個重要概念。

【虛短】

虛短指在理想情況下,兩個輸入端的電位相等,就好像兩個輸入端短接在一起,但事實上並沒有短接,稱為“虛短”。虛短的必要條件是運放引入深度負反饋。

【虛斷】

虛斷指在理想情況下,流入整合運算放大器輸入端電流為零。這是由於理想運算放大器的輸入電阻無限大,就好像運放兩個輸入端之間開路。但事實上並沒有開路,稱為“虛斷”。

運放“虛短” 的實現有兩個條件:

1 ) 運放的開環增益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等於正相輸入端電壓與反相輸入端電壓之差vid乘以運放的開環增益a。即

vo = vid * a = (vi+ - vi-) * a ( 1 )

由於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,那麼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” 。注意它們並未真正連在一起,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。然後,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,所以以後我們就不提了。第二個是說運放開環增益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,運放的實際開環增益還與其工作狀態有關,離開了線性區,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。

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,並取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” 在這裡不存在,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。然後我們同樣將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。

由於有負反饋,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。最後,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於“虛短” 狀態。可以看出,“虛短” 所以得以實現是由於有負反饋使vi- 逼近vi+的緣故。

所以“虛短” 存在的條件是:

1 ) 運放的開環增益a要足夠大;

2 ) 要有負反饋電路。

明白了“虛短” 得條件後我們就很容易判斷什麼時候能什麼時候不能用“虛短” 作電路分析了。

在實際上,條件( 1 ) 對絕大多數運放都是成立的,關鍵要看工作區域。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。

2樓:堂醉東靜姝

虛短和虛斷他是兩個詞並不能幫他們連線在一個詞的理解兩面那個虛短它是短那個虛斷他是斷了

虛短和虛斷怎麼理解

3樓:小輝學長

虛短、虛斷是類比電路中理想整合運放的兩個重要概念。

虛斷指在理想情況下,流入整合運算放大器輸入端電流為零。是虛假開路的簡稱。虛短的必要條件是運放引入深度負反饋。

整合運放的線性應用時,可近似地認為un-up=0,un=up時,即反相與同相輸入端之間相當於短路,故稱虛假短路,簡稱“虛短”。

“虛短”是指在理想情況下,兩個輸入端的電位相等,就好像兩個輸入端短接在一起,但事實上並沒有短接,稱為“虛短”。虛短的必要條件是運放引入深度負反饋,同時放大器開環增益a足夠大。當兩個輸入端的輸入電流為零,即in=ip=0時,可認為反相與同相輸入端之間相當於斷路,稱為虛假斷路,簡稱“虛斷”。

擴充套件資料

在反相放大電路中,訊號電壓通過電阻r1加至運放的反相輸入端,輸出電壓vo通過反饋電阻rf反饋到運放的反相輸入端,構成電壓並聯負反饋放大電路。

運放的同相端接地=0v,反相端和同相端虛短,所以也是0v,反相輸入端輸入電阻很高,虛斷,幾乎沒有電流注入和流出,那麼r1和rf相當於是串聯的,流過一個串聯電路中的每一隻元件的電流是相同的,即流過r1的電流和流過rf的電流是相同的。

4樓:

運放的重要特點,就是輸入阻抗非常高。這個高阻抗造成了兩個結果,一是兩個端子的輸入電流幾乎為零,好像是斷開的一樣,稱為虛斷。同時,這兩個輸入端子又因為沒有電流而沒有電位差,看上去好像短路一樣,稱為虛短。

需要注意的是:虛短是指的兩個輸入端子之間,而虛斷是指的輸入端子對運放。

虛短和虛斷怎麼理解?

5樓:南非烏雀

虛短、虛斷是類比電路中理想整合運放的兩個重要概念。

【虛短】

虛短指在理想情況下,兩個輸入端的電位相等,就好像兩個輸入端短接在一起,但事實上並沒有短接,稱為“虛短”。虛短的必要條件是運放引入深度負反饋。

【虛斷】

虛斷指在理想情況下,流入整合運算放大器輸入端電流為零。這是由於理想運算放大器的輸入電阻無限大,就好像運放兩個輸入端之間開路。但事實上並沒有開路,稱為“虛斷”。

運放“虛短” 的實現有兩個條件:

1 ) 運放的開環增益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等於正相輸入端電壓與反相輸入端電壓之差vid乘以運放的開環增益a。即

vo = vid * a = (vi+ - vi-) * a ( 1 )

由於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,那麼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” 。注意它們並未真正連在一起,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。然後,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,所以以後我們就不提了。第二個是說運放開環增益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,運放的實際開環增益還與其工作狀態有關,離開了線性區,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。

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,並取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” 在這裡不存在,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。然後我們同樣將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。

由於有負反饋,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。最後,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於“虛短” 狀態。可以看出,“虛短” 所以得以實現是由於有負反饋使vi- 逼近vi+的緣故。

所以“虛短” 存在的條件是:

1 ) 運放的開環增益a要足夠大;

2 ) 要有負反饋電路。

明白了“虛短” 得條件後我們就很容易判斷什麼時候能什麼時候不能用“虛短” 作電路分析了。

在實際上,條件( 1 ) 對絕大多數運放都是成立的,關鍵要看工作區域。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。