運算放大器:理想運放

非反相放大器

在非反相放大器中,訊號直接送進正端,而正端幾乎不抽電流;同時一個從輸出回到負端的電阻分壓器設定增益。輸出是輸入的同極性、放大副本,而且電路幾乎不對訊號源造成負載。

它的增益是 1 加上 Rf 除以 Rg。用虛短路推導:V- 等於 Vin。負端落在由 Rf(從輸出到負端)與 Rg(從負端到地)構成的分壓器抽頭上,所以 V- 等於 Vout 乘以 Rg 除以(Rf 加 Rg)。把它設為等於 Vin,就得到 Vout 等於 Vin 乘以(1 加 Rf 除以 Rg)。Rf 為 90 kΩ、Rg 為 10 kΩ 時增益是 10。注意最小增益恰好是 1,當 Rf 為 0 或 Rg 為無限大時達到。

相較反相放大器,最大優點是輸入阻抗:正端幾乎不抽電流,所以電路呈現很高的阻抗,幾乎不會擾動感測器這類脆弱的訊號源。代價是增益永遠不能小於 1,所以這個架構無法做衰減;而且輸入電壓會隨訊號擺動(共模很高),在接近電源軌時可能有影響。

選 Rf 為 19 kΩ、Rg 為 1 kΩ,增益是 1 加 19 等於 20。0.1 V 的感測器訊號變成乾淨的 2 V、同相,而感測器幾乎不必供應任何電流。

高輸入阻抗讓它成為緩衝高阻抗感測器的自然選擇。

這裡的增益永遠不會低於 1,所以無法做衰減。而且輸入端會把完整訊號當作共模電壓,與反相放大器那靜止的虛接地不同。

又称
non-inverting amp非反相放大電路