1. 输入信号的分析:
一般情况下,实际加到差分放大器两端的信号既不是一对差模信号,也不是一对共模信号,而是两个任意信号Ui1和Ui2.此时若将Ui1和Ui2改写成以下形式:
则从上式中可以看到,任意一对信号均可分解为一对数值相等、极性相同的共模信号和一对数值相等、极性相反的差模信号之和,即
其中
上式表明,共模输入电压Uic为两输入电压平均值,差模输入电压Uid为两输入信号的差值。
此时差分放大器的输出电压为,差模输入电压Uid单独作用时的差模输出电压Uod,与共模输入电压Uic单独作用时的共模输出电压Uoc,叠加的结果,即
差分放大器的差模性能是指在差模输入信号作用下的性能,差分放大器的共模性能是指在共模输入信号作用下的性能,差分放大器的性能应是差模性能和共模性能的合成。
其中,差分放大电路对共模信号具有抑制作用:
不精细要求下,差分放大器只放大差模信号(共模抑制比很高的差分电路)。
2. 当运放开环时,只要+相端和-相端不是共模信号,则必定会被放大至饱和。此时的运放做比较器使用。
3. 当运放组成闭环回路时,首先要判断是正反馈还是负反馈。
如果是正反馈该电路相当于比较器,此时 + 相端和 - 相端不存在虚短现象,输出不是最大值就是最小指,其中最大最小值就是运放的电源电压;
如果是负反馈,则运放的 + 相端和 - 相端相当于虚短,反馈回路会将变化的一端向其变化的反方向拉动(并联反馈),或将另一端也向变化的方向拉动(串联反馈),使两端差的变化为0,这样就形成了虚短现象。
负反馈电路的放大倍数一般由反馈回路决定:
一般我们使用时,运放都工作在下面这种条件下:
如:
放大增益分别为:
运放自身的增益可以不考虑。这样output和input之间的关系,完全可用虚短和虚断方法分析出来。
再来看:
都可以按照虚短虚断的法则分析输入输出,此时的输出与输入的关系,仅考虑反馈回路即可。
总结:
当运放工作在负反馈模式下,放大增益只考虑反馈回路即可,具体的增益值,根据反馈回路,利用虚短虚断法则推算即可。虚短是引入负反馈后,由负反馈造成的 + 相端和 - 相端压差为0现象。所以只有引入负反馈后才有虚短。
当运放工作在开环或正反馈模式下,相当于比较器。