西门子佛山PLC模块总代理

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对应运放“虚短”、“虚断”和“虚地”三个概念，你知道多少？

我们知道，由于运放的电压放大倍数很大，
一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10V～14V。

因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，
相当于 “短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
 
⑴虚短：
集成运放的线性应用时，可近似地认为uN－uP＝0，uN＝uP时，
即反相与同相输入端之间相当于短路，故称虚假短路，简称“虚短”。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，
这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
⑵虚断：
当两个输入端的输入电流为零，即iN=iP＝0时，
可认为反相与同相输入端之间相当于断路，称为虚假断路，简称“虚断”。

由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，
这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。
 
⑶虚地：
在反相输入时，由于同相输入端（经电阻）接地，根据“虚短”概念，
反相输入端电位也为零，可认为反相输入端N虚假接地，所以，称反相输入端为“虚地”。
"虚地"：输入端一端接地，有虚短可得V+=V-=GND。
运算放大器中的虚短和虚断含意

虚短

因为理想运放的电压放大倍数很大，而运放工作在线区，是一个线性放大电路，
输出电压不超出线性范围（即有限值），所以，运算放大器同相输入端与反相输入端的电位十分接近相等。
在运放供电电压为±15V时，输出的较大值一般在 10～13Ｖ。
所以运放两输入端的电压差，在1mV以下，近似两输入端短路。
这一特性称为虚短，显然这不是真正的短路，只是分析电路时在允许误差范围之内的合理近似。

虚断

由于运放的输入电阻一般都在几百千欧以上，流入运放同相输入端和反相输入端中的电流十分微小，
比外电路中的电流小几个数量级，流入运放的电流往往可以忽略，这相当运放的输入端开路，
这一特性称为虚断。显然，运放的输入端不能真正开路。

运用“虚短”、“虚断”这两个概念，在分析运放线性应用电路时，可以简化应用电路的分析过程。
运算放大器构成的运算电路均要求输入与输出之间满足一定的函数关系，因此均可应用这两条结论。
如果运放不在线区工作，也就没有“虚短”、“虚断”的特性。
如果测量运放两输入端的电位，达到几毫伏以上，往往该运放不在线区工作，或者已经损坏。

运算是模拟电路中十分重要的元件，它能组成放大、加法、减法、转换等各种电路，如何能更快更正确的分析运放电路，其实是不难的。那就是运用运放的“虚短”和“虚断”来分析电路，然后应用欧姆定律等电流电压关系，即可得输入输出的放大关系等。

下面简单说明如何应用”虚短“和”虚断“分析运放电路。

关于运算放大器虚短和虚断

【虚短】

虚短指在理想情况下，两个输入端的电位相等，就好像两个输入端短接在一起，但事实上并没有短接，称为“虚短”。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。

【虚断】

虚断指在理想情况下，流入集成运算放大器输入端电流为零。这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大，就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开路，称为“虚断”。

由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80db以上。而运放的输出电压是有限的，一般在10v～14v。因此运放的差模输入电压不足1mv，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1mω以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1ua，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。

示例分析。如图，是常见的反相比例运算放大电路，下面用虚短和虚断的方法来分析电路

SM37.0    HSC0复位操作的有效电平控制位：0为高电平复位有效，1低电平复位

SM37.2    HSC0正交计数器的计数速率选择：0为4倍速率，1为1倍速率

SM37.3    HSC0方向控制位：1为增计数

SM37.4    HSC0更新方向位：1为更新

SM37.5    HSC0更新预设值：1为更新

SM37.6    HSC0更新当前值：1为更新

SM37.7    HSC0允许位：l为允许，0为禁止

·SMD38    HSC0新的当前值

·SMD42    HSC0新的预置值

·SMB46（HSC1当前状态寄存器）

SM46.5    HSC1当前计数方向位：1为增计数

SM46.6    HSCl当前值等于预设值位：l为等于

SM46.7    HSC1当前值大于预设值位：1为大于

·SMB47（HSC1控制寄存器）

SM47.0    HSC1复位操作的有效电平控制位：0为高电平复位有效，1低电平复位

SM47.2    HSC1正交计数器的计数速率选择：0为4倍速率，1为1倍速率

SM47.3    HSC1方向控制位：1为增计数

SM47.4    HSC1更新方向位：1为更新

SM47.5    HSC1更新预设值：1为更新

SM47.6    HSC1更新当前值：1为更新

SM47.7    HSCl允许位：l为允许，0为禁止

·SMD48    HSC1新的当前值

·SMD52    HSC1新的预置值

·SMB56（HSC2当前状态寄存器）

SM56.5    HSC2当前计数方向位：1为增计数

SM56.6    HSC2当前值等于预设值位：l为等于

SM56.7    HSC2当前值大于预设值位：1为大于

·SMB57（HSC2控制寄存器）

SM57.0    HSC2复位操作的有效电平控制位：0为高电平复位有效，1低电平复位

SM57.2    HSC2正交计数器的计数速率选择：0为4倍速率，1为1倍速率

SM57.3    HSC2方向控制位：1为增计数

SM57.4    HSC2更新方向位：1为更新

SM57.5    HSC2更新预设值：1为更新

SM57.6    HSC2更新当前值：1为更新

SM57.7    HSC2允许位：l为允许，0为禁止

·SMD58    HSC2新的当前值

·SMD62    HSC2新的预置值

15、 SMB66到SMB85字节：（监控脉冲输出PTO和脉宽调制PWM功能）

·SMB66（PTO0/PWM0状态寄存器）

SM66.4    PTO0包络溢出：0无溢出，1有溢出（由于增量计算错误）。

SM66.5    PTO0包络溢出：0不由用户命令终止，1由用户命令终止。

SM66.6    PTO0管道溢出：0无溢出，1有溢出。

SM66.7    PTO0空闭位：0忙，l空闲。

·SMB67（PTO0/PWM0控制寄存器）

SM67.0    PTO0/PWM0更新周期：1为写新的周期值。

SM67.1    PWM0更新脉冲宽度：l写新的脉冲宽度

SM67.2    PTO0更新脉冲量：l写入新的脉冲量

SM67.3    PTO0/PWM0基准时间：0为l微秒，l为1毫秒

SM67.4    同步更新PWM0：0为异步更新，1为同步更新

SM67.5    PTO0操作：0单段操作，1多段操作（包络表存在V区）

SM67.6    PTO0/PWM0模式选择：0为PTO，1为PWM

SM67.7    PTO0/PWM0允许位：0禁止，l允许

·SMW68    PTO0/PWM0周期值（2～65535倍的时间基准）

·SMW70    PWM0脉冲宽度值（0～65535倍的时间基准）

·SMD72    PTO0脉冲计数值（1～232-1）

·SMB76（PTO1/PWM1状态寄存器）

SM76.4    PTO1包络溢出：0无溢出，1有溢出（由于增量计算错误）。

SM76.5    PTO1包络溢出：0不由用户命令终止，1由用户命令终止。

SM76.6    PTO1管道溢出：0无溢出，1有溢出。

SM76.7    PTO1空闭位：0忙，l空闲。

·SMB77（PTO1/PWM1控制寄存器）

SM77.0    PTO1/PWM1更新周期：1为写新的周期值。

SM77.1    PWM1更新脉冲宽度：l写新的脉冲宽度

SM77.2    PTO1更新脉冲量：l写入新的脉冲量

SM77.3    PTO1/PWM1基准时间：0为l微秒，l为1毫秒

SM77.4    同步更新PWM1：0为异步更新，1为同步更新

SM77.5    PTO1操作：0单段操作，1多段操作

SM77.6    PTO01PWM1模式选择：0为PTO，1为PWM