芯耀
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Part 01、前言
最近在看到有人發(fā)了一個電路的截圖，并提問了一個問題：這個電路有什么用呢？這個電路看似簡單，實際回答對的人卻寥寥無幾，這個電路比較深刻的考察了作為硬件工程師的基礎知識功底，如果拿去作為公司里的硬件筆試題，相信絕對能挑選出靠譜的工程師。
這個電路有人說是電壓跟隨器電路，有人說是畫錯了的電壓跟隨器電路，還有人說是比較器電路，你認為是什么電路呢？
Part 02、先分析第1個答案：電壓跟隨器，對不對？
電壓跟隨器是一種運算放大器配置，通常用于提供高輸入阻抗和低輸出阻抗，同時保持輸入信號的電壓不變，也就是輸入電壓等于輸出電壓，典型電路圖如下：
1.電壓跟隨器的核心元件是運算放大器
2.輸入信號（Vin）：連接到運放的同相輸入端（+）
3.輸出信號（Vout）：直接連接到運放的反相輸入端（-），形成單位增益負反饋
4.負反饋網(wǎng)絡：輸出直接反饋到反相輸入端，使得Vout =Vin
電壓跟隨器的工作原理分析如下：根據(jù)理想運算放大器的特性：
1．虛短：由于負反饋作用，V+=V-，即輸入端電壓相等。
2．虛斷：理想運放的輸入阻抗無限大，幾乎沒有電流流入輸入端。
由于負反饋的作用，運放會自動調(diào)整輸出電壓，使得Vout始終等于Vin，即:Vout = Vin
回到我們的問題對應的電路圖：輸出信號（Vout）直接連接到運放的同相輸入端（+），所以電路并非是負反饋電路，而是正反饋電路。
既然不是負反饋電路，那就不能用“虛短”去分析這個電路了，這也是很多人容易犯的一個錯誤，看到運放就想用虛短去分析，我們一定要注意“虛短”的成立一般有三個條件：
條件1：負反饋存在
負反饋是虛短成立的核心條件，通常是負反饋回路將輸出端連接到反相輸入端，使得運放調(diào)整輸出電壓，使得V+和V-逼近相等。
條件2.運放工作在線性區(qū)
線性區(qū)是指運放的輸出沒有進入飽和狀態(tài)，即輸出電壓Vout仍在電源電壓范圍內(nèi)。若輸入信號過大，使得Vout 進入飽和區(qū)（接近供電電壓Vcc或－Vcc），運放將無法調(diào)整輸出電壓來維持 V+=V-，虛短不再成立。
條件3.運放增益足夠高
理想運放的開環(huán)增益趨近無窮大，但實際運放的增益是有限的，通常在10^5～10^7之間。但只要增益足夠高，誤差電壓V+－V-就會非常小，使得近似滿足虛短條件。
所以一定要先看看電路滿不滿足以上三個條件再想著用“虛短”。
經(jīng)過以上分析，說明這個電路不是電壓跟隨器電路。
Part 03、再分析另一個答案：比較器電路，對不對？
反相回滯比較器是一種帶有正反饋的運算放大器比較器，它具有回滯效應，可用于去除輸入信號中的噪聲，使輸出信號更加穩(wěn)定。反相回滯比較器電路也稱為反相施密特觸發(fā)器。
1.反相回滯比較器的核心元件運算放大器
2.輸入信號Vin：施加在反相輸入端（-)
3.反饋電阻Rh形成正反饋
4.分壓電阻R1，R2根據(jù)需要調(diào)整分壓比得到我們想要的參考電壓Vref
在反相回滯比較器中，由于正反饋的存在，閾值隨著輸出電壓的變化而改變，從而形成不同的上、下閾值（VTH，VTL），避免了輸入信號中的小幅度噪聲導致的不穩(wěn)定輸出。
再看一眼我們的題目中的電路，和反相回滯比較器的區(qū)別就是少了電路R1，R2，所以相當于初始參考電壓Vref=0V（很多人懵就懵在沒了R1，R2就不確定這是不是比較器電路，歸根到底還是基礎知識的掌握呀）。
我們的輸入電壓是±10V的正弦波，一開始正弦波輸入電壓從0V逐漸增大到+10V，再減小到-5V時，此時V->V+，OUT電壓輸出-5V，當正弦波輸入電壓從-5V逐漸減小到-10V，再增大到+5V，OUT電壓輸出+5V。所以比較器電路的上、下閾值（VTH=+5V，VTL=-5V）。
輸入信號波形如下：
仿真驗證輸入輸出波形如下：
所以正確答案是：這個一個反相回滯比較器電路！你學會了嗎？
有問題歡迎在評論區(qū)留言交流哦！
