TI LMV321介紹
TI的LMV321是單通道的低壓軌到軌輸出運算放大器，適用于需要低工作壓、節省空間和低成本的應用。
其中，芯片設計中的軌到軌輸出（Rail-to-Rail Output） 是指通過特定的電路設計，使芯片（如運算放大器、驅動電路等）的輸出電壓能夠達到或接近電源電壓的上下極限（即“電源軌”），從而最大化信號的動態范圍。
LMV321的封裝和引腳圖（單通道）：
LMV321的主要參數：
差分音頻轉單端音頻單電源方案
差分音頻轉單端音頻單電源方案參考如下圖。該圖來源于TI公司的《A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection》文章。
對于該差分電路“豆包”計算出Vout的步驟
根據運放 “虛短”（Vn=Vp）和 “虛斷”（輸入電流為0）特性，結合電路中R1=R3、R2=R4的條件，推導步驟如下：
1、列寫反相端電流方程
反相端：（Vin1?Vn）/R1=（Vn?Vout）/R2。
2、列寫同相端電流方程
同相端：（Vin2?Vp）/R3=（Vp?Vcc/2）/R4。
3、代入條件并化簡
因R1=R3，R2=R4，且Vn=Vp，設R1=R3=R，R2=R4=kR。
同相端方程化簡：（Vin2?Vp）/R=（Vp?Vcc/2）/kR
?k(Vin2?Vp)=Vp?Vcc/2
?Vp=（kVin2+Vcc/2）/（k+1）
反相端方程化簡：（Vin1?Vp）/R=(Vp?Vout)/kR
?k(Vin1?Vp)=Vp?Vout
?Vout=(k+1)Vp?kVin1
將Vp代入Vout表達式，若僅考慮交流信號（Vcc/2的交流成分為0），
則：Vout=k(Vin2?Vin1)=R2/R1*(Vin2?Vin1)
最終，Vout=R2/R1*(Vin2?Vin1)，即輸出電壓為輸入電壓差(Vin2?Vin1)乘以電阻比R2/R1。
對于該差分電路“kimi”計算出Vout的步驟
要計算差分放大器的輸出電壓Vout，可以使用疊加原理。以下是詳細的步驟：
電路分析
1、輸入電壓：Vin1和Vin2分別連接到運算放大器的反相輸入端和同相輸入端。
2、電阻：R1、R2、R3、R4是電路中的電阻，其中R1 = R3，R2 = R4。
3、偏置電壓：Vcc/2是偏置電壓，用于設置運算放大器的共模電壓。
“kimi”計算步驟
1、Vin1單獨作用：
- 將Vin2短路到地（Vin2 = 0）。
- 分析電流流向和節點電壓。
- 運算放大器的同相輸入端電壓為Vin2通過R3和R4分壓后的電壓。
- 運算放大器的反相輸入端電壓為Vin1通過R1和R2分壓后的電壓。
- 根據運算放大器的虛短和虛斷特性，計算Vout。
2、Vin2單獨作用：
- 將Vin1短路到地（Vin1 = 0）。
- 分析電流流向和節點電壓。
- 運算放大器的同相輸入端電壓為Vin2通過R3和R4分壓后的電壓。
- 運算放大器的反相輸入端電壓為Vin1通過R1和R2分壓后的電壓。
- 根據運算放大器的虛短和虛斷特性，計算Vout。
3、疊加原理：
- 將Vin1和Vin2單獨作用時的Vout相加，得到最終的Vout。
“kimi”的詳細計算
1、Vin1單獨作用時的Vout：
- 運算放大器的同相輸入端電壓為0（因為Vin2 = 0）。
- 運算放大器的反相輸入端電壓為Vin1通過R1和R2分壓后的電壓。
- Vout1 = - (R2/R1) * Vin1。
?
2、Vin2單獨作用時的Vout：
- 運算放大器的同相輸入端電壓為Vin2通過R3和R4分壓后的電壓。
- 運算放大器的反相輸入端電壓為0（因為Vin1 = 0）。
- Vout2 = (R2/R1) * Vin2。
?
3、疊加后的Vout：
- Vout = Vout1 + Vout2 = (R2/R1)(Vin2 - Vin1)。
——END——
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