反相放大器設(shè)計(jì)踩坑實(shí)例，看看你中招了沒

以下內(nèi)容中，小編將對(duì)以往在設(shè)計(jì)反相放大器的時(shí)候碰見的一個(gè)設(shè)計(jì)坑點(diǎn)進(jìn)行介紹，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)反相放大器的了解，和小編一起來看看吧。

一、反相放大器原理解析

如圖所示，反相放大器電路具有放大輸入信號(hào)并反相輸出的功能。“反相”的意思是正、負(fù)號(hào)顛倒。這個(gè)放大 器應(yīng)用了負(fù)反饋技術(shù)。所謂負(fù)反饋，即將輸出信號(hào)的一部分返回到輸入，在上圖所示電路中，像把輸出Vout經(jīng)由R2 連接（返回）到反相輸入端（-)的連接方法就是負(fù)反饋。

運(yùn)算放大器具有以下特點(diǎn)，當(dāng)輸出端不加電源電壓時(shí)，正相輸入端（+）和反相輸入端（-)被認(rèn)為施加了相同的電壓，也就是說可以認(rèn)為是虛短路。所以，當(dāng)正相輸入端 (+)為0V時(shí)，A點(diǎn)的電壓也為0V。

運(yùn)算放大器的輸入阻抗極高，反相輸入端（-）中基本上沒有電流。因此，當(dāng)Ie經(jīng)由A點(diǎn)流向R2時(shí)，I1和I2電流基本相等。由以上條件，對(duì)R2使用歐姆定律，則得出Vout=- I1xR2。I1為負(fù)是因?yàn)镮2從電壓為0V的點(diǎn)A 流出。換一個(gè)角度來看，當(dāng)反相輸入端（-)的輸入電壓上升時(shí)，輸出會(huì)被反相，向負(fù)方向大幅度放大。由于這 個(gè)負(fù)方向的輸出電壓經(jīng)由R2與反相輸入端相連，因此，會(huì)使反相輸入端（-)的電壓上升受阻。反相輸入端和正 相輸入端電壓都變?yōu)?V，輸出電壓穩(wěn)定。

通過這個(gè)放大器電路中輸入與輸出的關(guān)系來計(jì)算一下增益。增益是Vout和Vin的比，即 Vout/Vin= (-I1xR2) / (I1xR1) =- R2/R1。所得增益為-，表示波形反相。

二、反相放大器設(shè)計(jì)踩坑實(shí)例

反相放大器與生俱來的有個(gè)小缺陷，反相輸入放大器的輸入阻抗不是很高，而我們?cè)陔娐吩O(shè)計(jì)中一般希望放大器的輸入阻抗要高，這樣放大器才不會(huì)從信號(hào)源吸收電流，才不會(huì)影響待放大信號(hào)以及對(duì)電路的放大結(jié)果產(chǎn)生影響。為什么這么說呢？請(qǐng)看下面一個(gè)反相輸入放大器的圖（以下反相輸入放大器簡(jiǎn)稱為反相放大器，打字好累啊，能少打幾個(gè)是幾個(gè)）。

根據(jù)公式，Vout=-Vin*Rf/Rin，可得知放大倍數(shù)為10K/1K=10倍。好了，先請(qǐng)記住這個(gè)結(jié)果。

下面根據(jù)運(yùn)放“虛短虛斷”的特點(diǎn)來分析下，上圖同相輸入端接地，電位為0，根據(jù)運(yùn)放虛短的特點(diǎn)，運(yùn)放的3腳同相輸入端和4腳反相輸入端的電位相等，所以4腳反相輸入端的電位也為0電位。電阻Rin的右端相當(dāng)于連接到0電位，運(yùn)放等效戴維南電路如下圖：

現(xiàn)在想象一下，我們把整個(gè)放大電路看成一個(gè)黑盒子（如下圖），我們從Vin這個(gè)信號(hào)源處往這個(gè)黑盒子里面看，從下圖能看出來，這個(gè)Rin就決定了反向放大器的輸入阻抗，所以這個(gè)反相放大器的輸入阻抗就為Rin的大小1K.

因?yàn)镽in的存在，導(dǎo)致反相放大器輸入阻抗低，從而導(dǎo)致反相放大器在工作時(shí)會(huì)對(duì)信號(hào)源產(chǎn)生影響，從而對(duì)放大結(jié)果產(chǎn)生影響，下面我們來講講是怎么對(duì)反相放大器的放大結(jié)果產(chǎn)生影響的？我們常見的信號(hào)源Vin,一般都不是理想的電壓源，它會(huì)有內(nèi)阻，假定上圖的這個(gè)信號(hào)源的內(nèi)阻為Rz,大小為1K.根據(jù)這個(gè)修改下原理圖如下：

如上圖，可明顯的看出，信號(hào)源內(nèi)阻Rz和Rin是串聯(lián)的，根據(jù)反相放大器公式，Vout=-Vin*Rf/(Rz+Rin),可求得結(jié)果為10k/(1k+1k)=5倍，還記得最開始的計(jì)算結(jié)果嗎？放大結(jié)果不是10倍嗎？對(duì)，我們預(yù)想的電路是想將輸入信號(hào)放大10倍，而現(xiàn)在的結(jié)果大相徑庭，誤差足足一倍，而且同樣的電路輸入不同內(nèi)阻的信號(hào)源，也就是Vin的內(nèi)阻Rz不同的話，放大結(jié)果還會(huì)不一樣。

以上就是小編這次想要和大家分享的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。