差模输入与共模输入 虚短与虚断

======================== 共模输入与差模输入 ===========================
一:http://zhidao.baidu.com/question/55738897
强电系统中:
共模电压:相与地之间的电压;
差模电压:相与相之间的电压。
应用于弱电(信号)线路之间亦是如此:
信号线与屏蔽层或地线之间的电压为共模;
信号线与信号线之间的电压为差模。
二:http://zhidao.baidu.com/question/64441130
问:书上说差模输入电阻是指差分放大器从两输入端看进去所呈现的视在电阻,不懂这句话的意思啊,一般是一个输入端对应一个输入电阻,两个输入端怎么对应一个输入电阻啊?
答:因为差分放大电路是双端输入的,信号表示为两个输入端之差而一般单端电路的输入电阻是输入端与地之间的电阻,不矛盾 。
三:http://zhidao.baidu.com/question/120175517.html
这应该是出现在差分电路中吧(是抑制零漂的)。共模输入电压是,两个输入端处,输入信号的幅度和相位都是相同的,而差模输入电压是两个输入端处,输入信号的幅度和相位都是相反的。
============================= 虚短与虚断 ==========================
四:http://www.gongkong.com/webpage/forum/200610/0-B527-BACA330535DA-1.shtml#replyea
由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于 “短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故 通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。 “虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性 称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。
五:http://www.dzsc.com/dzbbs/20050804/200765214636203136.html
和学电子的朋友谈谈“虚短”的理解
花了点时间写了点对运放”虚短“的理解,希望对在这方面有困惑的朋友有帮助,有什么问题欢迎提出,一起讨论。说得不对也请指出。
对”虚短“已然掌握的朋友就不要浪费时间读此贴了。
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[color=Blue]运放“虚短” 的实现有两个条件:
1 ) 运放的开环增益A要足够大;
2 ) 要有负反馈电路。[/color]
先谈第一点,我们知道,运放的输出电压Vo等于正相输入端电压与反相输入端电压之差Vid乘以运放的开环增益A。即
Vo = Vid * A = (VI+ – VI-) * A ( 1 )
由于在实际中运放的输出电压不会超过电源电压,是一个有限的值。在这种情况下,如果A 很大,(VI+ – VI-)就必然很小;如果(VI+ – VI-)小到某程度,那么我们实际上可以将其看作0,这个时候就会有VI+ = VI-,即运放的同相输入端的电压与反相输入端的电压相等,好象连在一起一样,这我们称为“虚短路” 。注意它们并未真正连在一起,而且它们之间还有电阻,这一点一定要牢记。
在上面的讨论中,我们是怎样得到“虚短” 的结果的呢?
我们的出发点是公式 ( 1 ) ,它是运放的特性,是没有问题的,我们可以放心。然后,我们作了两个重要的假设,一个是运放的输出电压大小有限,这没有问题,运放输出当然不会超过电源,因此这个假设绝对成立,所以以后我们就不提了。第二个是说运放开环增益A很大。普通运放的A通常都达10**6,10**7甚至更高,这个假设一般没问题,但不要忘记,运放的实际开环增益还与其工作状态有关,离开了线性区,A就不一定大了,所以,这第二个假设是有条件的,我们也先记住这一点。
因此我们知道,当运放的开环增益A很大时,运放可以有“虚短” 。但这只是可能性,不是自动就实现的,随便拿一个运放说它的两个输入端是“虚短” 没有人会相信。“虚短” 要在特定的电路中才能实现。
请先看图1的电路,如果我们将反相输入端IN-的电平固定,比如在0V,在同相输入端IN+加一个固定电压V1,并取V1 = 1mV,设运放的A = 10**6。这样,按照公式( 1 ) ,运放的输出电压Vo应该为
Vo = A * ( V1 – 0 )
= 1000000 * 1 /1000
= 1000 (V)
显然,Vo 到不了1000V,它上升不到VCC运放就饱和了,A也不再是1000000了,上面的计算完全不成立,输出电压停止在比VCC略小的数值上。
这种是没有负反馈的情况,比较器就工作在这种情况,“虚短” 在这里不存在,两个输入段之间的电压差是1mV。
如果我们加上负反馈电路,如图2所示,即将输出电压Vo的一部分反送到运放的反相输入端。初始时V1 = 0,Vo = 0,反相输入端的电压也是0。然后我们同样将V1调为1mV,在V1调高这一瞬间,(VI+ – VI-) = 1mV,运放受到这样一个正输入电压,其输出电压马上上升。由于有负反馈,VI- = Vo * R1 / (R1 + Rf) 也跟着上升,从而使得(VI+ – VI-)变小,这一小,Vo上升就变慢。最后,当Vo上升到一个值,使得VI- = VI+ = V1,即(VI+ – VI-) = 0,这时Vo就不动了,而运放的两个输入端就处于“虚短” 状态。可以看出,“虚短” 所以得以实现是由于有负反馈使VI- 逼近VI+的缘故。
所以“虚短” 存在的条件是:
1 ) 运放的开环增益A要足够大;
2 ) 要有负反馈电路。
明白了“虚短” 得条件后我们就很容易判断什么时候能什么时候不能用“虚短” 作电路分析了。
在实际上,条件( 1 ) 对绝大多数运放都是成立的,关键要看工作区域。如果是书上的电路,通过计算判断;如果是实际电路,用仪器量运放输出电压是否合理即可知道。
与“虚短” 相关的还有一种情况叫“虚地” ,就是有一个输入端接地时的“虚短” ,不是新情况。
有些书上说要深度负反馈条件下才能用“虚短” ,我觉得这不准确,我认为这样说的潜思考是,在深度负反馈的情况下运放更可能工作在线性区。但这不是绝对的,输入信号太大时,深度负反馈的运放照样进入饱和。所以,应该以输出电压值判断最可靠。

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2 条评论。

  1. 怎么没有了 图1 图2 啊?

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