運(yùn)算放大器的配置可以通過(guò)兩種方式完成，即反相運(yùn)算放大器和同相運(yùn)算放大器。在這些配置中的任何一種當(dāng)中，輸出都會(huì)返回到其輸入，這稱為反饋。這種反饋用于不同的功能電路，如振蕩器、濾波器、放大器、不同類型的穩(wěn)壓器、整流器等。

　　眾所周知，運(yùn)算放大器包括正負(fù)兩個(gè)輸入端子，但反饋的連接可以是正或負(fù)極端子。此前已經(jīng)介紹過(guò)同相運(yùn)算放大器的相關(guān)知識(shí)，本文重點(diǎn)介紹下反相運(yùn)算放大器的工作原理及應(yīng)用特性。

　　相運(yùn)算放大器的基本概念

　　運(yùn)算放大器是使用負(fù)反饋連接的基本運(yùn)算放大器電路配置。顧名思義，放大器將輸入信號(hào)反轉(zhuǎn)并改變它。

　　反相運(yùn)算放大器是一種運(yùn)算放大器電路，用于產(chǎn)生與其輸入相比反相180°的輸出，這意味著，如果輸入信號(hào)為正(+)，則輸出信號(hào)將相反，反相運(yùn)算放大器是通過(guò)帶有兩個(gè)電阻器的運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的。

　　反相運(yùn)算放大器電路和電壓增益

　　反相運(yùn)算放大器的電路圖如下所示。在該電路中，負(fù)端通過(guò)反饋連接以創(chuàng)建閉環(huán)操作。在使用運(yùn)算放大器時(shí)，需要記住兩個(gè)基本規(guī)則，例如輸入端沒(méi)有電流流動(dòng)，另一個(gè)是V1始終等于V2。

　　這是因?yàn)檎斎攵嗽诮拥貢r(shí)處于OV。在上述配置中，運(yùn)算放大器通過(guò)使用反饋連接以創(chuàng)建閉環(huán)操作。在處理運(yùn)算放大器時(shí)，要記住關(guān)于反相放大器的兩條非常重要的規(guī)則，它們是“沒(méi)有電流流入輸入端”和“V1始終等于V2”。

　　然而，在實(shí)際運(yùn)算放大器電路中，由于輸入結(jié)和反饋信號(hào)'X'處于等電位，上述兩個(gè)規(guī)則在一定程度上被打破。當(dāng)正輸入為零伏時(shí)，該結(jié)稱為“虛擬接地”。因此，由于這個(gè)虛擬接地，運(yùn)算放大器的輸入電阻等于輸入電阻值(Rin)。

　　在這里，反相運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益可以通過(guò)兩個(gè)外部電阻的比率來(lái)固定。一旦通過(guò)“Ri”電阻將輸入信號(hào)施加到運(yùn)算放大器的反相端子，非反相端子就會(huì)接地。此外，提供反饋以穩(wěn)定電路?，F(xiàn)在可以通過(guò)反饋電阻“Rf”控制輸出。

　　在上述電路電路中，提供的電壓增益為：Av=Vo/Vi

　　其中：Vi-V1=IiRi，V1-V0=IfRf

　　但是，完美的運(yùn)算放大器包括無(wú)限的輸入阻抗，因?yàn)闆](méi)有電流流入其輸入端子。I1=I2=0。因此，Ii等價(jià)于If，所以有：

　　Vi-V1=IfRi

　　V1-V0=IfRf

　　眾所周知，在一個(gè)完美的運(yùn)算放大器中，運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端的電壓總是相等的。因?yàn)橥喽私拥?，所以出現(xiàn)在同相端的電壓為V1=V2=0。所以，等式可以變換為：

　　Vi-0=IfRi

　　0-Vo=IfRf

　　從上面的方程，可以得到：

　　-Vo/Vi=IfRf/IfRi

　　Vo/Vi=-(IfRf/IfRi)

　　Vo/Vi=–(Rf/Ri)

　　這樣，可以改變這個(gè)方程得到Vout是：

　　Vout/Vi=–(Rf/Ri)

　　Vout=–(Rf/Ri)xVin

　　反相運(yùn)算放大器的電壓增益為：

　　反相運(yùn)算放大器增益(Av)=–(Rf/Ri)

　　這指定了反相放大器的電壓增益可以通過(guò)“Rf”到“Ri”的分?jǐn)?shù)來(lái)決定，包括表示反相相位的負(fù)號(hào)。此外，反相放大器的輸入阻抗為“Ri”。

　　與直流放大器一樣，這些放大器提供出色的線性特性，使其成為理想之選。此外，它們經(jīng)常用于i/p電流更改為跨阻形式的o/p電壓，否則為跨阻放大器形式。

　　輸出電壓(Vout)方程表明，對(duì)于放大器的固定增益，例如Vout=VinxGain，運(yùn)算放大器電路是線性的。因此，此屬性對(duì)于將較小的傳感器信號(hào)更改為更好的電壓非常有幫助。

　　反相運(yùn)算放大器的電壓特性

　　反相放大器的電壓特性如下圖所示，可以注意到，一旦輸入信號(hào)如Vin為正，則輸出電壓如Vout為負(fù)。此外，一旦施加輸入電壓，輸出電壓將線性變化。

　　一旦輸入信號(hào)的幅度超過(guò)運(yùn)算放大器的兩個(gè)應(yīng)用電源，此特性將飽和，否則輸出將變得恒定，即：+VCC=+VSAT&–VCC=-VSAT

　　反相運(yùn)算放大器波形

　　反相運(yùn)算放大器的輸入和輸出波形如下圖所示，假設(shè)放大器的增益和正弦波是輸入信號(hào)，可以繪制以下波形。從以下波形中可以清楚地看出，輸出的幅度是輸入的兩倍，例如Vout=Av*Vin并且相位與輸入相反。

　　反相運(yùn)算放大器應(yīng)用

　　反相放大器的應(yīng)用主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

　　可用作跨阻放大器，也稱為跨阻放大器。該放大器用作電流電壓轉(zhuǎn)換器，用于功率較低的應(yīng)用中。

　　當(dāng)任何系統(tǒng)設(shè)計(jì)有不同類型的傳感器時(shí)，在輸出級(jí)使用反相放大器。

　　該運(yùn)算放大器保持兩個(gè)端子的電壓相等，因此可用于許多領(lǐng)域。

　　反向運(yùn)算放大器用于存在射頻信號(hào)的混頻器概念中。

　　可以用作移相器。

　　用于需要信號(hào)平衡的地方。

　　用于集成應(yīng)用程序。

　　基于運(yùn)放的反相電路更穩(wěn)定；失真相當(dāng)?shù)?，并提供出色的瞬態(tài)響應(yīng)。

　　用于每個(gè)使用線性IC的電子設(shè)備

　　用于模擬濾波和信號(hào)處理。

　　用于各種領(lǐng)域，如通信、過(guò)程控制、顯示器、計(jì)算機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)、電源和信號(hào)源。

　　適用于線性運(yùn)算放大器應(yīng)用。

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