虛擬接地
虛擬接地（英語：Virtual ground），是指電路中保持恆定參考電位的節點，儘管它並未直接連接到「實際接地」（real grounds）參考電位。在有的情況中，參考電位被認為是那個電路的地端，因此上述的這個節點也被稱作「虛地」。
在運算放大器和其他一些電路中，虛擬接地的概念常被用來幫助人們進行電路分析。如果使用其他方法來分析，常常會遇到困難。
在電路理論中，某個節點可能具有某個特定的電流或者電壓值。虛擬接地在電流處理能力以及阻抗方面可能有一些負面作用。
構建虛擬接地的方法
利用兩個電阻器，可以構成一個分壓器，它可以被用於創建一個虛擬接地節點。如果兩個電壓源通過兩個電阻進行串聯，兩電阻的阻值與電壓滿足如下關係，則兩個電阻中間點成為一個虛擬接地：
一個主動的虛擬接地電路有時被稱作是「分幅器」（rail splitter）。這樣的電路通常是使用一個運算放大器或其他類似的具有一定增益的電路元件。[1]由於運算放大器具有非常大的開環增益，因此當使用右圖所示的反饋網路之後，其兩個輸入端之間的電位趨近於零。為了在輸出端獲得合適的電壓，從而使系統在穩定的狀態工作，輸出端通過反饋網絡將輸出電壓提供給反相輸入端，這樣就可以讓兩個輸入端之間的電位差非常小，接近幾個微伏。由於同相輸入端直接接地，儘管反相輸入端沒有直接接地，它也會呈現與同相輸入端十分接近的電位（接地），這就是「虛擬接地」，簡稱「虛地」。[1]
應用
電壓的定義為某一點與參考點之間的電位差。為了在考慮某一點的電壓（電位差）時的方便，必須將其參考位置的節點接地。通常，電源兩端的電壓差為恆定值，其中較低電位的一端可以被用於電路的一個地端，即「實地」。如果沒有這樣的實地，或者在電路連接上不方便，那麼可以利用具有相對於電源終端有恆定電位差的外部電路節點作為「虛擬地」，但是前提是這一點的電位在負載情況變化時必須保持恆定。[2][3][4]
參考文獻
- ^ 1.0 1.1 童詩白、華成英 主編. 模拟电子技术基础（第四版）. 高等教育出版社. 2006. ISBN 978-7-04-018922-3.
- ^ Virtual Ground Circuits. [2011-12-07]. （原始內容存檔於2021-01-26）.
- ^ Single Supply Op Amps. [2011-12-07]. （原始內容存檔於2020-07-25）.
- ^ Designing Single Supply, Low-Power Systems. [2011-12-07]. （原始內容存檔於2016-09-20）.
相關條目
外部連結
- Inverting configuration（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） shows the application of the virtual ground concept in an inverting amplifier
- Create a Virtual Ground with the LT1118-2.5 Sink/Source Voltage Regulator （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Rail Splitter, from Abraham Lincoln to Virtual Ground[失效連結] Application note on creating an artificial virtual ground as a reference voltage.