反相放大器
放大器种类
电子电路中的运算放大器,有同相输入端和反相输入端,输入端的极性和输出端是同一极性的就是同相放大器,而输入端的极性和输出端相反极性的则称为反相放大器。反相放大器电路具有放大输入信号并反相输出的功能。
原理简介
如图1所示,反相放大器电路具有放大输入信号并反相输出的功能。“反相”的意思是正、负号颠倒。这个放大 器应用了负反馈技术。所谓负反馈,即将输出信号的一部分返回到输入,在图1所示电路中,像把输出Vout经由R2 连接(返回)到反相输入端(-)的连接方法就是负反馈。
运算放大器具有以下特点,当输出端不加电源电压时,正相输入端(+)和反相输入端(-)被认为施加了相同的电压,也就是说可以认为是虚短路。所以,当正相输入端 (+)为0V时,A点的电压也为0V。
运算放大器的输入阻抗极高,反相输入端(-)中基本上没有电流。因此,当Ie经由A点流向R2时,I1和I2电流基本相等。由以上条件,对R2使用欧姆定律,则得出Vout=- I1xR2。I1为负是因为I2从电压为0V的点A 流出。换一个角度来看,当反相输入端(-)的输入电压上升时,输出会被反相,向负方向大幅度放大。由于这 个负方向的输出电压经由R2与反相输入端相连,因此,会使反相输入端(-)的电压上升受阻。反相输入端和正 相输入端电压都变为0V,输出电压稳定。
通过这个放大器电路中输入与输出的关系来计算一下增益。增益是Vout和Vin的比,即 Vout/Vin= (-I1xR2) / (I1xR1) =- R2/R1。所得增益为-,表示波形反相。
作用
反相器是CMOS电路中的基本增益级,采用共源结构,负载可以是有源负载或者电流源。
典型电路设计
用一个集成运放、一个51K电阻、一个255K电阻、一个18K电阻和一个82K电阻构成一个带有部分正反馈的反向比例运算放大器。引入部分正反馈可以实现高增益放大,具体结构描述如下:
1、组成基本负反馈放大器部分:51K电阻一头接输入端,另一头接在运放的反向输入端,255K电阻一头接在运放反向输入端,另一头接在运放输出端。18K电阻一头接在运放的同向输入端,另一头接地,基本负反馈放大器部分的增益为5。
2、进一步组成带有部分正反馈的反向比例运算放大器:在上述基本负反馈放大器基础上再添加一个 82K正反馈电阻,电阻一头接在运放的同向输入端,另一头接在运放输出端即可,它的正反馈系数为K=18/(18+82)=0.18.这样的话输入电阻约 为51K(如果觉得输入电阻太大,则可用49.9K和249K电阻分别取代51K和255K电阻)放大倍数为A/(1-A*K)=5 /(1-5*0.18)=5/0.1=50。
应用
积分器
将原来反相放大器R2电阻,换成一颗电容器C2 , 此时输入信号Vi与输出信号Vo之关系,形成一积分关系。
微分器
将原来反相放大器R1电阻,换成一颗电容器C ,此时输入信号Vi与输出信号Vo之关系,即变形成一微分关系。
加法器
若将反相放大器稍微变化一下,此时输入信号与输出信号Vo之关系,若R1 = R2 = R3 =...= Rn = Rf,就可简化为Vo =-(V1+V2+V3+...+Vn),形成一加法关系。
参考资料
最新修订时间:2024-12-04 04:22
目录
概述
原理简介
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