【运算放大器】仿真分析输入阻抗

电脑维修

今天在群里有群友问起运算放大器的输入阻抗怎么计算，便结合仿真与各位同好一起分享一下我对运算放大器输入阻抗的理解。如有错误还请指出。

说起放大器，那么同相比例放大器和反相比例放大器是我们日常工作中最为熟悉不过，且基本是我们用的最多的。那么同相比例放大器和反向比例放大器各有什么优缺点？下图截自来自网络上的一则回答，其中就提到了最为关键的一点，那么就是输入阻抗。同相比例放大器的输入阻抗大，反向比例放大器的输入阻抗小。

那么首先仿真一个同相比例放大器，他的输入阻抗几乎等同于运算放大器的输入阻抗，趋向于无穷大，看仿真也可以看出，输入电流无穷小：
那么如果此时在上图同相比例放大的基础上做一个小变形，在运算放大器的同相输入端再加一个分压电阻，那么会怎么样呢？输入阻抗竟然变小了。此时Ri=R1+R2，且此时输入阻抗不随反相端的输入电压（例如偏置电压），和放大器的增益（反馈网络）影响。


所以说，由于这个分压电阻的存在，导致信号的输入端到地之间产生了电流，从而导致输入阻抗降低。那么接着看一下反相比例放大器，反相放大器的输入电阻相比之下就很小了。下图的反相比例放大器的输入阻抗等于R4，且与R3无关，与运算放大器的增益无关。

那么如果此时在同相输入端增加一个输入电压会怎么样呢？在增加输入电压后，可以看到输入阻抗发生了变化，也就是说，反相比例放大器的输入阻抗不仅仅与R4这个电阻有关，而且他与同相端的输入电压（或者是基准）也是相关的。

所以，对于差分比例放大器而言，同相输入端的输入阻抗RiB和反相输入端的输入阻抗RiA都很小，他们分别为：

我们都知道，输出阻抗越小越好，输入阻抗越大越好，这也就是为什么在某些时候（例如一些电桥，应力测量之类对输入阻抗有要求的应用场合）需要使用仪表放大器的原因（仪表放大器具有很高的输入阻抗，且高增益等优点）。

仪表放大器的内部结构基本可以看做一个差分放大器（上文仿真可清晰看出，输入阻抗和外围电阻相关，不是很大）和两个电压跟随器的结合体（电压跟随器也可以看做一个1:1的同相比例放大器，且输入阻抗几乎等同运算放大器的输入阻抗，很大），便弥补了普通的差分放大器的输入阻抗小的缺点。
.