分享计算公式+工作原理详解 什么是反相运算放大器

大家好,我是李工,创作不易,希望大家多多支持我 。今天给大家分享的是反相运算放大器 。
主要从以下几个方面进行分享:

  • 什么是反相运算放大器?
  • 反相运算放大器原理
  • 反相运算放大器计算公式
  • 反相运算放大器电压特性
  • 反相运算放大器波形图
  • 反相运算放大器计算案例
  • 反相运算放大器怎么用?
一、什么是反相运算放大器?反相运算放大器是使用负反馈连接的基本运算放大器电路配置,通俗易懂点来说也就是,放大器将输入信号反转并改变它 。
反相运算放大器是一种运算放大器电路,用于产生与其输入相比反向180°的输出,意味着,如果输出信号为正(+),则输出信号将为负(-) 。反相运算放大器是通过带有两个电阻的运算放大器设计的 。
下图显示了理想反相放大器的电路图 。输入通过电阻 R1 提供给反相输入端,非反相端接地 。输出通过反馈电阻 Rf 反馈到反相输入端 。
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反相运算放大器电路
二、反向运算放大器原理下图显示了使用一个运算放大器和两个电阻构建的反相运算放大器 。在这里,Ri 将输入信号施加到运算放大器的反相端,同相端接地 。此外,反馈电阻 Rf 提供稳定电路所需的反馈,从而控制输出 。
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反相运算放大器
关于反相运算放大器或任何运算放大器,有两个非常重要的规则是需要记住的:
  • 没有电流流入输入端子
  • 差分输入电压为零,V1 = V2 = 0(虚拟接地)
通过使用这两个规则,我们可以使用第一原理推导出计算反相运算放大器闭环增益的方程 。如下图所示,电流 ( i ) 流过电阻网络 。
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反相运算放大器
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反相运算放大器计算公式图
然后,反相运算放大器的闭环电压增益为:
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反相运算放大器闭环电压增益公式
转换一下,Vout为 :
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反相运算放大器输出电压公式
三、反相运算放大器计算公式
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具体的过程,在上面已经推导出来了 。
四、反相运算放大器工作原理详解
  • 反相放大器电路采用负反馈并产生相对于输入的反相输出 。因此,反相放大器的增益表示为负值 。
  • 反相放大器的电压增益与运放开环增益无关,非常大 。
  • 反相放大器的电压增益取决于所使用的电阻值,因此可以通过适当地选择R1和RF的值来准确控制增益 。
  • 如果 Rf > R1,增益将大于 1 。
  • 如果 Rf < R1,增益将小于 1 。
  • 如果 Rf = R1,增益将为单位 。
  • 因此,输出电压的大小可以大于、小于或等于输入电压,并且相位相差 180° 。
五、反相运算放大器工作原理-电压特性反相运算放大器的电压特性如下图所示 。可以注意到,一旦输入信号 Vin 为正,则输出电压如 Vout 为负 。此外,一旦施加输入电压,输出电压将线性变化 。
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反相运算放大器电压特性图
当输入信号幅度超过应用于运算放大器的正负电源时,特性曲线会饱和,或者换句话说,输出变为常数 。


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