仿真中电压运放放大错误

Question

这个位置电压同向的放大（下图）
放大10，100，1000都可以正常出值，
但是那条不放大，不接电阻的就没法正常输出了，给它100欧姆才能勉强变成1.1倍，这是什么原因

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在您的电路描述中，您使用了一个运算放大器（OPA227U）和多个电阻（R8, R10, R11, R12）搭建了某个增益级，但是当不接入电阻时，输出电压无法正确显示预期的“直通”或“无增益”状态，而接入100欧姆电阻后才勉强得到约1.1倍的增益。这可能是由以下几个原因造成的：

1. 输入偏置电流影响：运放有输入偏置电流，如果不设置反馈电阻，这个电流会在负载上产生压降，导致输出与输入不成比例。

2. 开环工作模式：在没有配置为负反馈的情况下，运放通常处于开环状态，其增益非常高但非线性，并且受温度、电源电压波动等因素影响很大，所以输出可能不稳定或者不能反映输入电压。

3. 输出阻抗匹配：运放的输出阻抗并非纯零欧姆，当直接连接到负载时可能会引起压降，尤其是在高频率下。理论上，在直流情况下理想运放输出阻抗无穷小，但实际上存在一定的输出内阻，因此需要通过适当的电阻网络来实现正确的信号传输。

4. 保护电路：某些运放内部可能存在防止过载或损坏的保护机制，如果没有形成有效的负反馈回路，这种保护机制可能会启动，限制输出。

对于模拟电路仿真中的这个问题，请检查并确认以下几点：

• 确保运放被正确配置为单位增益缓冲器（即同相放大器，增益为1），通常做法是将输入端与输出端之间通过一个非常低的电阻（如几欧姆至几十欧姆）相连，以构成负反馈。
• 检查运放模型参数是否准确，尤其是输入偏置电流和输出阻抗。
• 在仿真软件中查看运放工作点及波形，分析是否有异常情况。

若要配置运放为无增益状态，可以参考以下简化电路设计（假设运放同相输入端为+，反相输入端为-，输出端为OUT）：

Vin --- (Rf = 1kΩ) --- OUT
       |
      (+)
       |
GND --- (-) --- GND

在这个配置中，Rf是一个足够大的电阻（比如1kΩ），用来提供负反馈，使运放保持稳定并获得接近1:1的增益。根据实际情况，您可能需要调整该电阻值以达到最佳效果。同时，确保 Vin 和 OUT 之间的直流通路没有其他影响因素。