反相放大器工作原理

发布日期:2023-01-12
反相放大器工作原理

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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,在图所示电路中,象把输出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。

反相放大器工作原理

由输入电阻的反馈电阻的比例不同,反相放大器又可分为三种类型的电路。即:

(1)反相器。反馈电阻和输入电阻的比例关系为:R2=R1。

(2)反相放大器。反馈电阻和输入电阻的比例关系为:R2》R1。

(3)反相衰减器。反馈电阻和输入电阻的比例关系为:R2《R1。

其中反相器又称倒相器电路,因输出、输出变化趋势相反、其绝对值相等而得名;反相放大器,具有信号反相和放大双重作用;反相衰减器,具有信号反相和衰减双重作用。三种电路均有普遍应用。

分析其电路原理的出发点,仍为电阻串联分压唱主角,运放器件为配角。或可从输入电流角度进行分析亦可。如上图,将其偏置电路单独画出,更能说明问题。

图2 反相放大器三种偏置电路

上图a电路,R1、R2组成串联分压电路,信号极性决定了信号电流方向,向从下往下的,即从信号端流向输出端。因流入R1、R2的为同一电流,R1=R2,分压点为0V,故可推知OUT端必然为-1V。输出端的-1V(分压点的0V)是由输出级Q2的导通程度所决定的,是据输入信号自行调整的。

也可换个角度进行分析。因流入R1的信号电流为+1mA,须令流经R2的电流为-1mA,才能使其分压点为0V。而运放器件的任务,就是自动控制R2两端电压(或控制R2中流经与R1等量的反向电流),使其反相输入端变为0V(反相放大器的控制目标)而已。

由此推知,当R2》R1时,为得出流经R2电流仍为R1等量的反向电流,而OUT端必然要调整输出为-3V;当R2《R1时,为得出流经R2电流仍为R1等量的反向电流,而OUT端必然要调整输出为-0.5V。

整个运放电路,说穿了,嗨,就是玩转着电阻串联分压的一个游戏。只要掌握了电阻串联分压电路的分析能力,也就是找到了分析运放电路原理的金钥匙。

关于衰减器就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。

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