虚短

更新时间:2022-10-21 13:42

“虚短”是指在理想情况下,两个输入端的电位相等,就好像两个输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈,同时放大器开环增益A足够大。

简介

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80dB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。在运算放大器的线性应用电路中,由于理想放大器的高电压放大倍数的抑制作用,使得运算放大器的同相输入端与反相输入端的电位差非常小,以至于近似相等,两点间压差为零,就好像两点间短路一样。当然这不是真正的短路,而是一种近似,所以称为“虚短”。

“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。

虚短、虚断概念

虚短:理解成短路,运放处于线性状态时,把两输入端视为等电位,即运放正输入端和负输入端的电压相等;

虚断:理解成断路,运放处于线性状态时,把两输入端视为开路,即流入正负输入端的电流为零;

总结一句话:虚短用来得到电压相等;虚断用来得到电流为0。

使用条件

运放的输出Vo=G×Vi,在实际电路中Vo受到供电电压的影响是一个有限的值,放大倍数G如果足够大,那么输入Vi就要足够小,就导致流入运放的电流几乎为0,也就是虚断;“存在负反馈电路”这个地方,有的书上会写成“深度负反馈”,其实这是为了强调运放处于“线性状态”。

使用方法

下面一张运算电路图:

利用虚短,可知V+=V-=0;

利用虚断,可知流入运放的电流为0,假设流过R1的电流为I1,流过R2的电流为I2,流过R3的电流为I3,那么I1+I2 = I3;

带入I1+I2 = I3得:

如果R1=R2=R3,那么-Vout=V1+V2,这就是所谓的加法运算电路,其负号可以通过再接一级反向电路消除。

虚短用来得到电压相等;虚断用来得到电流为0。

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