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TI LMV321介绍

TI的LMV321是单通道的低压轨到轨输出运算放大器，适用于需要低工作压、节省空间和低成本的应用。

其中，芯片设计中的轨到轨输出（Rail-to-Rail Output） 是指通过特定的电路设计，使芯片（如运算放大器、驱动电路等）的输出电压能够达到或接近电源电压的上下极限（即“电源轨”），从而最大化信号的动态范围。

LMV321的封装和引脚图（单通道）：

LMV321的主要参数：

差分音频转单端音频单电源方案

差分音频转单端音频单电源方案参考如下图。该图来源于TI公司的《A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection》文章。

对于该差分电路“豆包”计算出Vout的步骤

根据运放 “虚短”（Vn=Vp）和 “虚断”（输入电流为0）特性，结合电路中R1=R3、R2=R4的条件，推导步骤如下：

1、列写反相端电流方程

反相端：（Vin1−Vn）/R1=（Vn−Vout）/R2。

2、列写同相端电流方程

同相端：（Vin2−Vp）/R3=（Vp−Vcc/2）/R4。

3、代入条件并化简

因R1=R3，R2=R4，且Vn=Vp，设R1=R3=R，R2=R4=kR。

同相端方程化简：（Vin2−Vp）/R=（Vp−Vcc/2）/kR

⟹k(Vin2−Vp)=Vp−Vcc/2

⟹Vp=（kVin2+Vcc/2）/（k+1）

反相端方程化简：（Vin1−Vp）/R=(Vp−Vout)/kR

⟹k(Vin1−Vp)=Vp−Vout

⟹Vout=(k+1)Vp−kVin1

将Vp代入Vout表达式，若仅考虑交流信号（Vcc/2的交流成分为0），

则：Vout=k(Vin2−Vin1)=R2/R1*(Vin2−Vin1)

最终，Vout=R2/R1*(Vin2−Vin1)，即输出电压为输入电压差(Vin2−Vin1)乘以电阻比R2/R1。

对于该差分电路“kimi”计算出Vout的步骤

要计算差分放大器的输出电压Vout，可以使用叠加原理。以下是详细的步骤：

电路分析

1、输入电压：Vin1和Vin2分别连接到运算放大器的反相输入端和同相输入端。

2、电阻：R1、R2、R3、R4是电路中的电阻，其中R1 = R3，R2 = R4。

3、偏置电压：Vcc/2是偏置电压，用于设置运算放大器的共模电压。

“kimi”计算步骤

1、Vin1单独作用：

• 将Vin2短路到地（Vin2 = 0）。
• 分析电流流向和节点电压。
• 运算放大器的同相输入端电压为Vin2通过R3和R4分压后的电压。
• 运算放大器的反相输入端电压为Vin1通过R1和R2分压后的电压。
• 根据运算放大器的虚短和虚断特性，计算Vout。

2、Vin2单独作用：

• 将Vin1短路到地（Vin1 = 0）。
• 分析电流流向和节点电压。
• 运算放大器的同相输入端电压为Vin2通过R3和R4分压后的电压。
• 运算放大器的反相输入端电压为Vin1通过R1和R2分压后的电压。
• 根据运算放大器的虚短和虚断特性，计算Vout。

3、叠加原理：

• 将Vin1和Vin2单独作用时的Vout相加，得到最终的Vout。

“kimi”的详细计算

1、Vin1单独作用时的Vout：

• 运算放大器的同相输入端电压为0（因为Vin2 = 0）。
• 运算放大器的反相输入端电压为Vin1通过R1和R2分压后的电压。
• Vout1 = - (R2/R1) * Vin1。
   

2、Vin2单独作用时的Vout：

• 运算放大器的同相输入端电压为Vin2通过R3和R4分压后的电压。
• 运算放大器的反相输入端电压为0（因为Vin1 = 0）。
• Vout2 = (R2/R1) * Vin2。
   

3、叠加后的Vout：

• Vout = Vout1 + Vout2 = (R2/R1)(Vin2 - Vin1)。

——END——

丛林社会，从来不相信眼泪；再多的抱怨也没有用，不会有人可怜的

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