運転放送の同相と反相増幅

2025年7月14日#电路7

AI 翻訳

この記事はAIを通じて中国語から日本語に翻訳されました。原文を表示

AI が生成した要約

運放の同相および反相増幅について説明しています。反相増幅器では、同相端を接地し、入力信号に対して出力が反転します。出力と入力の関係は、$$V_{out}=-\frac{R_2}{R_1}\times V_i$$で表されます。一方、同相増幅器では、出力と入力の関係は、$$V_{out}=\frac{R_1+R_2}{R_2}\times V_i$$です。反相増幅器の利点は、入力端の電位がほぼ0で、差動信号のみが存在し、干渉耐性が強いことです。欠点は、入力インピーダンスが小さいことです。同相増幅器の利点は、入力インピーダンスが非常に高いことですが、共通モード電圧が大きく、干渉耐性が低いという欠点があります。入力インピーダンスが高くなく、位相に制約がない場合は、反相増幅器が推奨されます。設計時には、同じ増幅率を求める場合、抵抗値を小さくすることで入力バイアス電流や分布容量の影響を減らすことができます。

1 反相増幅器#

同相端が接地されており、電圧は 0 で、反相端と同相端は仮短絡されているため、電圧も 0 V です。また、仮断路のため、ほとんど電流が注入されないので、R 1 と R 2 は直列に相当し、抵抗上の電流は等しいです。

したがって、入力出力関係式は次のように求められます。

V_{out}=-\frac{R_2}{R_1}\times V_i

2 同相増幅器#

同様に仮断路と仮短絡に基づいて、入力出力関係式は次のように求められます。

V_{out}=\frac{R_1+R_2}{R_2}\times V_i

3 同相増幅器と反相増幅器の長所と短所#

3.1 反相増幅器#

長所：2 つの入力端の電位は常にほぼ 0 で、差動信号のみが存在し、耐干渉能力が強い
短所：入力インピーダンスが小さく、信号が入力端に到達する際の直列抵抗の値に等しい

3.2 同相増幅器#

長所：入力インピーダンスが無限大に近い
短所：増幅回路に仮接地がなく、共通モード電圧が大きく、耐干渉能力が低い。使用時にはオペアンプに高い共通モード除去比が求められる

入力インピーダンスが高くなく、位相に要求がない場合は、反相増幅器を優先的に選択します。反相増幅器は差動信号のみが存在し、耐干渉能力が強く、より大きな入力信号範囲を得ることができます。

設計において増幅倍数が同じであることが求められる場合は、できるだけ小さな値の抵抗を選択することで、入力バイアス電流の影響や分布容量の影響を減少させることができます。