还搞不懂虚短与虚断概念?虚断与虚断通俗讲解,几分钟带你搞定

发布时间:2023年12月19日


在模拟电路
中,虚短和虚断是两个重要的概念,它们通常与运放电路
有关。这两个术语描述了运放电路中的一些重要现象,认识它们对?于?电子工程师?和电路设计师来说至关重要。本文将深入探讨虚短和虚断的含义,以及它们在电子电路中的应用。

一、什么是虚断?

理想运放的输入阻抗是无穷大,真实的运放输入阻抗虽然不是无穷大但也是在兆欧姆或更高的范围内。我们如果给运放的输入端加一个电压然后串一个电流表去测量他的电流就会发现电流读数接近于0,说明没有电流流进运放就好像运放输入的内部是断开的,但是内部实际上是连接的,这种似断非断的现象我们称为虚断。

由于需要虚断是由运放特性造成的,运放在任何电路中都有虚断这种概念。虚断不是真正地断开,而是流过的电流小到可以忽略。

二、什么是虚短?

运放的虚短是指反向输入端和同向输入端电压相等,好像两个输入端连在一起,但事实上并没有短接,称为虚短。

运放在以下两种情况处于虚短状态:

①运放在开环处于线性区的时候

运放的线性区是非常窄的如下图红色部分,也就是输入差模电压很小。运放在线性区我们的输出电压是等于Aod乘以输入差模电压,Aod是运放开环放大倍数,通常Aod非常高,可达几十万倍。假设VCC为10V,VEE为-10V,可以计算出up-un的差模电压在-100uv到100uv,这个电压非常小可以忽略不计,可以认为up=un,同向端和反向端是短路的,这种现象称为虚短。

②工作在深度负反馈状态

运放在深度负反馈状态下出现“虚短”现象的原因主要是由于负反馈的作用。在负反馈中,运放的输出信号的一部分被取出并反馈到输入端。这种反馈作用使得运放的两个输入端(正输入和负输入)的电压差趋近于零,也就是说,两个输入端的电压几乎相等。因为尽管运放的两个输入端在电气上并没有被直接短路(实际上,运放的输入阻抗非常高,可以近似为无穷大),但由于负反馈的作用,两个输入端的电压却几乎相等,就好像它们被短路了一样。

为什么有虚短、虚断这两个概念,是为了总结出公式容易计算。

就上面这个运放电路,这个运放 大家再理解下运放的早期的运放工程师总结了虚短 虚断概念 :虚短相当于短路的意思 虚短是相当于断开的意思。

1 运放虚断就是正负端到运放内部电路相当于电阻无穷大,所以计算时可以直接把运放拿掉 然后算上下两部分电路, 这样上下两部分电路得到两个公式

第一个公式 (U1/(R1+R2))*R2 = Un

第二个公式 (Uo-Up)/R4 = (Up-U2)/R3

2 然后再用运放虚短的概念,Un=Up 就把两个公式连接在一块了,相当于两个方程相等,然后再推导就简单明了了。

因为Un=Up 所以把第一个公式 Un左边的算式 (U1/(R1+R2))*R2 替换掉第二个公式的Up,就可以推导出最后的公式.

重点:

  1. 虚断可以让我们拿掉运放,可以形成运放电路的两个公式,这个公式就可以用最基本的电阻分压公式来计算
  2. 虚短就可以让我们把这两个公式连接起来,他们是相等的
  3. 最后就可以推导出我们需要的输出电压与输入电压的关系

文章来源:https://blog.csdn.net/FMgxth/article/details/135093632
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