为什么运放的同向输入端和反向输入端不可轻易对调

运放同向输入端和反向输入端对调为什么会不行

一个硬件小白的运放理解历程,欢迎各位大佬指教批评。


最开始是想要再网上找一个放大电路相关的资料,结果看到一个带通滤波器如图所示
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这个运放是同相输入端输入信号,而反馈也是反馈到的同相输入端一侧,与我平时所知所用的相反,有点不明所以,然后我就去multisim仿真了一下,结果…

反相输入
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同相输入
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结果并没有什么鸟不同。于是我就怀疑,难道是本来运放的两输入端就没有什么不一样?它只是一个名字,一个代号?抛开这个代号之后它就不知道自己是谁了?
之后我又在网上搜了下这个3554AM,结果也是什么关键信息也搜不到。我能搜到的只有一句话:此运放较贵。难道是贵的运放再加上仿真效果已经做到了完全虚短虚断?这个到现在为止我仍然不解,希望有大佬答疑解惑一下。
而后就多试了几个运放,得到了我之前以为会得到的结果

反向输入
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同相输入
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此时再再回归运放本身来理解,当反相输入时,在系统运行的最开始,R3左边产生一个电位,相应运放‘-’端的电位也会升高,所以输出端会产生一个负电位,负电位反馈到输入端,与输入电位相抗衡,致使输入端电位不能有太大的变化,只能在其线性放大区内变化,从而输出平稳。这就是负反馈效应。在这里插入图片描述
而在同相输入端输入时,R3左侧电位提高后,运放‘+’端电位提高,输出端输出一个正电位,反馈到输入端后,使输入端信号增大,接着又使输出端增大,如此往复,直到达到运放的峰值为止,这就是正反馈。
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总的来说,就是一句话,同相输入并且正反馈的话,是没有好果汁吃的。

### 运算放大器输入共模电压差模电压概念 #### 共模电压定义 对于运算放大器而言,当两个输入之间的差压很小的情况下,任意一个输入的电压几乎等于这两个输入电压的平均值。这种情况下测量到的电压称为共模输入电压[^1]。 #### 差模电压定义 差模电压指的是运放输入之间存在的电位差异。这是运放用来执行信号处理的主要参数之一,即实际被放大的部分就是这个差分量[^2]。 ### 计算方法 #### 共模电压计算公式 假设正相输入(IN+) 反相输入(IN-) 的电压分别为 \( V_{in+} \) \( V_{in-} \),则共模电压 \( V_{CM} \) 可以通过下面的公式来表示: \[ V_{CM} = \frac{V_{in+} + V_{in-}}{2} \] 此表达式表明了如何基于两口网络理论中的节点分析法求得共模成分。 #### 差模电压计算公式 而差模电压 \( V_{DM} \) 则由下述关系给出: \[ V_{DM} = V_{in+} - V_{in-} \] 这代表了理想状态下运放所感知并加以放大的那部分信号变化。 ```python def calculate_common_mode_voltage(V_in_plus, V_in_minus): """Calculate common mode voltage.""" return (V_in_plus + V_in_minus) / 2 def calculate_differential_voltage(V_in_plus, V_in_minus): """Calculate differential voltage.""" return abs(V_in_plus - V_in_minus) # Example usage with given values from the reference material example_V_in_plus = 48 # Volts example_V_in_minus = 15 # Volts common_mode_volt_example = calculate_common_mode_voltage(example_V_in_plus, example_V_in_minus) differential_volt_example = calculate_differential_voltage(example_V_in_plus, example_V_in_minus) print(f"Common Mode Voltage: {common_mode_volt_example:.1f}V") print(f"Differential Voltage: {differential_volt_example:.0f}V") ```
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