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差分运算放大器输入阻抗计算

来源:
2024-05-15
类别:基础知识
eye 57
文章创建人 拍明芯城

差分运算放大器的输入阻抗计算可以通过不同的方法来完成,具体取决于差分放大器的类型和电路设计。以下是两种常见的计算方法:

方法一:使用电阻网络

  1. 差分输入阻抗(Rid):差分输入阻抗Rid的定义是输入端的电压变化量除以电流变化量,即Rid=Δv/Δi。在差分放大器中,如果电阻匹配(即R1=R2),那么差分输入阻抗Rid可以简化为Rid=R1+R2,或者Rid=2R1(其中R1和R2是差分输入端口的电阻)。

  2. 共模输入阻抗(Ric):共模输入阻抗的定义为在共模电压源上给测试信号v,对应流出电流为i,则Ric=v/i。在差分放大器中,Ric可以通过电阻网络来计算,通常表示为Ric=Z1||Z2+Z3(其中Z1、Z2和Z3是电路中的阻抗,||表示并联)。在电阻匹配的情况下(R1=R2,Rf=Rg),Ric可以简化为Ric=½R1+½Rf。

image.png

方法二:使用公式

全差分运算放大器的输入阻抗可以通过以下公式来计算:

假设差分对的输出为Vout,输入信号为V1和V2,输入电阻为Rin。假设差分对的增益为A,则有Vout = A(V1-V2)。由于差分对的输入电流非常小,可以近似认为输入电阻是无穷大的,因此差分对的输入电流可以忽略不计。

根据欧姆定律,可以得到:(V1-Vin)/Rin = (Vin-V2)/Rin。将上述方程变形,可得:Rin = (V1-V2)/(Vin-V2) × Rin。这里需要注意,如果差分对的输入电阻不相等,可以分别计算正负输入端口的输入阻抗,然后取它们的平均值作为全差分运算放大器的输入阻抗。

需要注意的是,以上计算都是基于理想差分对的情况进行的,实际差分对可能存在偏移电压、温漂等非理想因素,这可能会导致输入阻抗的实际值与计算值存在差异。因此,在实际应用中,需要根据具体的电路设计和测试条件来评估和调整输入阻抗的计算结果。


责任编辑:Pan

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