運(yun)算放(fang)大(da)器(qi)的(de)(de)配(pei)置可以通過兩種方式完成，即(ji)反(fan)(fan)相運(yun)算放(fang)大(da)器(qi)和同相運(yun)算放(fang)大(da)器(qi)。在這(zhe)些(xie)配(pei)置中(zhong)的(de)(de)任何一種當(dang)中(zhong)，輸出(chu)都會(hui)返(fan)回(hui)到(dao)其輸入，這(zhe)稱為反(fan)(fan)饋。這(zhe)種反(fan)(fan)饋用于不同的(de)(de)功(gong)能電路，如振蕩器(qi)、濾波(bo)器(qi)、放(fang)大(da)器(qi)、不同類型的(de)(de)穩壓器(qi)、整流器(qi)等。

　　眾所周知，運算放大(da)器(qi)(qi)包(bao)括(kuo)正(zheng)負兩個輸入端子，但(dan)反饋(kui)的連接可以是正(zheng)或負極(ji)端子。此(ci)前已經介紹(shao)過同相(xiang)運算放大(da)器(qi)(qi)的相(xiang)關(guan)知識，本文重點介紹(shao)下反相(xiang)運算放大(da)器(qi)(qi)的工作(zuo)原(yuan)理及(ji)應用特性。

　　相運算放大器的基本概念

　　運算放大器是使用負反(fan)饋連接的基本(ben)運算放大器電路配置(zhi)。顧名(ming)思義，放大器將(jiang)輸入(ru)信(xin)號反(fan)轉并改變它。

　　反相(xiang)運算(suan)(suan)放(fang)大(da)(da)器(qi)是(shi)一(yi)種運算(suan)(suan)放(fang)大(da)(da)器(qi)電路，用于產生(sheng)與其輸(shu)入相(xiang)比反相(xiang)180°的(de)輸(shu)出，這(zhe)意味著，如果輸(shu)入信號為正(+)，則輸(shu)出信號將相(xiang)反，反相(xiang)運算(suan)(suan)放(fang)大(da)(da)器(qi)是(shi)通過帶(dai)有(you)兩個電阻器(qi)的(de)運算(suan)(suan)放(fang)大(da)(da)器(qi)設(she)計的(de)。

　　反相運算(suan)放(fang)大器電(dian)路和(he)電(dian)壓增益(yi)

　　反(fan)相運(yun)算放大(da)器(qi)的電路(lu)圖如(ru)下所示。在該電路(lu)中，負(fu)端通過(guo)反(fan)饋連接以(yi)創建閉環操作(zuo)。在使用運(yun)算放大(da)器(qi)時，需要記住(zhu)兩個(ge)基本規則，例如(ru)輸(shu)入端沒(mei)有電流流動(dong)，另一個(ge)是V1始終等于(yu)V2。

　　這是因(yin)為正輸入端在接(jie)地時(shi)處于(yu)OV。在上述配置中，運算放大器(qi)通過使用反饋連接(jie)以創建閉環操作。在處理(li)運算放大器(qi)時(shi)，要記住關于(yu)反相放大器(qi)的兩條(tiao)非常重要的規則，它(ta)們是“沒有電流流入輸入端”和“V1始終(zhong)等于(yu)V2”。

　　然而，在實際運算(suan)放大器電(dian)路中，由于輸(shu)(shu)(shu)入結(jie)和反饋信號'X'處(chu)于等電(dian)位(wei)，上(shang)述兩個(ge)規則在一定程(cheng)度上(shang)被打破。當正輸(shu)(shu)(shu)入為零(ling)伏時(shi)，該結(jie)稱為“虛擬(ni)接地”。因(yin)此，由于這個(ge)虛擬(ni)接地，運算(suan)放大器的輸(shu)(shu)(shu)入電(dian)阻等于輸(shu)(shu)(shu)入電(dian)阻值(zhi)(Rin)。

　　在這里，反相運算放大(da)器的(de)閉(bi)環增益可(ke)以通(tong)過(guo)(guo)兩個外(wai)部電阻(zu)的(de)比率來固定(ding)。一旦通(tong)過(guo)(guo)“Ri”電阻(zu)將輸(shu)入信號(hao)施加(jia)到(dao)運算放大(da)器的(de)反相端子，非(fei)反相端子就會接地(di)。此外(wai)，提供反饋(kui)以穩(wen)定(ding)電路(lu)。現在可(ke)以通(tong)過(guo)(guo)反饋(kui)電阻(zu)“Rf”控制輸(shu)出。

　　在(zai)上述電(dian)路電(dian)路中，提(ti)供的(de)電(dian)壓增(zeng)益為：Av=Vo/Vi

　　其中(zhong)：Vi-V1=IiRi，V1-V0=IfRf

　　但是(shi)，完美(mei)的運算放大(da)器包(bao)括(kuo)無限的輸入(ru)阻抗，因(yin)(yin)為(wei)沒有電流流入(ru)其輸入(ru)端子。I1=I2=0。因(yin)(yin)此，Ii等價于If，所以(yi)有：

　　Vi-V1=IfRi

　　V1-V0=IfRf

　　眾所周知(zhi)，在一(yi)個完美的(de)運算(suan)放大器(qi)中，運算(suan)放大器(qi)的(de)兩個輸入端(duan)的(de)電壓總是相(xiang)等的(de)。因(yin)為同相(xiang)端(duan)接地，所以出現在同相(xiang)端(duan)的(de)電壓為V1=V2=0。所以，等式可以變換(huan)為：

　　Vi-0=IfRi

　　0-Vo=IfRf

　　從上面的方程，可(ke)以得(de)到(dao)：

　　-Vo/Vi=IfRf/IfRi

　　Vo/Vi=-(IfRf/IfRi)

　　Vo/Vi=–(Rf/Ri)

　　這樣，可以(yi)改變這個方程得到Vout是：

　　Vout/Vi=–(Rf/Ri)

　　Vout=–(Rf/Ri)xVin

　　反(fan)相運算(suan)放大器(qi)的電壓增益(yi)為：

　　反相運算放(fang)大器(qi)增益(Av)=–(Rf/Ri)

　　這(zhe)指(zhi)定了反相放(fang)大(da)器的(de)電壓增益可以通過“Rf”到(dao)“Ri”的(de)分數(shu)來(lai)決(jue)定，包(bao)括(kuo)表(biao)示反相相位的(de)負號。此外，反相放(fang)大(da)器的(de)輸入阻(zu)抗(kang)為“Ri”。

　　與直流(liu)放(fang)大器(qi)一樣，這些(xie)放(fang)大器(qi)提(ti)供(gong)出(chu)色(se)的線性特性，使其成為理想之(zhi)選。此(ci)外，它們經常用于(yu)i/p電流(liu)更改為跨阻形(xing)式(shi)(shi)的o/p電壓(ya)，否則(ze)為跨阻放(fang)大器(qi)形(xing)式(shi)(shi)。

　　輸(shu)出電(dian)壓(Vout)方程表明，對于(yu)放大(da)器(qi)的固(gu)定增益，例如Vout=VinxGain，運算(suan)放大(da)器(qi)電(dian)路是線性(xing)(xing)的。因此，此屬性(xing)(xing)對于(yu)將較小的傳(chuan)感器(qi)信號(hao)更改為更好的電(dian)壓非常有幫(bang)助。

　　反相運算放大器的電壓特性(xing)

　　反相放大器的電(dian)壓特性(xing)如(ru)下圖所示，可以注意到，一(yi)旦(dan)輸(shu)入信號如(ru)Vin為正(zheng)，則輸(shu)出電(dian)壓如(ru)Vout為負。此(ci)外(wai)，一(yi)旦(dan)施加輸(shu)入電(dian)壓，輸(shu)出電(dian)壓將(jiang)線性(xing)變化。

　　一旦輸入信號(hao)的(de)幅度(du)超過運算放(fang)大器的(de)兩個(ge)應用電源(yuan)，此特性將飽(bao)和，否則(ze)輸出將變得恒定，即：+VCC=+VSAT&–VCC=-VSAT

　　反相運算放大(da)器波形

　　反相(xiang)(xiang)運算放大器(qi)(qi)的(de)(de)輸入和(he)輸出(chu)波(bo)形如下(xia)圖所示，假設放大器(qi)(qi)的(de)(de)增益(yi)和(he)正(zheng)弦波(bo)是(shi)輸入信號，可以(yi)繪制以(yi)下(xia)波(bo)形。從以(yi)下(xia)波(bo)形中(zhong)可以(yi)清楚(chu)地看(kan)出(chu)，輸出(chu)的(de)(de)幅度是(shi)輸入的(de)(de)兩倍，例如Vout=Av*Vin并且相(xiang)(xiang)位與(yu)輸入相(xiang)(xiang)反。

　　反(fan)相(xiang)運算(suan)放(fang)大(da)器(qi)應用

　　反(fan)相放(fang)大器的應用主要包(bao)括以下幾(ji)點內容：

　　可用作跨(kua)阻放大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)，也(ye)稱為跨(kua)阻放大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)。該放大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)用作電流電壓(ya)轉(zhuan)換器(qi)(qi)(qi)，用于功率較低的應用中。

　　當任何系統設計有不同類型的傳(chuan)感器時，在輸(shu)出級使用反(fan)相放大器。

　　該運算放大器保持兩個端子的電壓相(xiang)等，因(yin)此(ci)可用于(yu)許(xu)多領域。

　　反(fan)向運算放(fang)大器(qi)用于存(cun)在射頻信號的混頻器(qi)概(gai)念中。

　　可以用作移相器。

　　用于需要信號平衡的地(di)方。

　　用于集成應用程(cheng)序。

　　基于運放的反相(xiang)電路更穩定；失真相(xiang)當(dang)低，并提(ti)供出色的瞬態(tai)響應。

　　用于每個(ge)使用線性(xing)IC的電子設備

　　用于模擬濾波和信號處理。

　　用于各種(zhong)領域，如(ru)通信、過程控制、顯示器、計算機、測量系(xi)統、電源和信號源。

　　適用于(yu)線性運算放大器應用。

　　西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率放大器模塊、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業，為用戶提供具有競爭力的測試方案。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。如想了解更多功率放大器等產品，請持續關注安泰電子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。
原文鏈接：//hkdyw.cn/news/2076.html