圖:反相放大器電路
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,在圖所示電路中,象把輸出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。
我們來(lái)看一下這個(gè)反相放大器電路的工作過(guò)程。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(shuō)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。根據(jù)歐姆定律,可以得出經(jīng)過(guò)r1的i1=vin/r1。
另外,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)i1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=-i1×r2。i1為負(fù)是因?yàn)閕2從電壓為0v的點(diǎn)a流出。換一個(gè)角度來(lái)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。
那么我們通過(guò)這個(gè)放大器電路中輸入與輸出的關(guān)系來(lái)計(jì)算一下增益。增益是vout和vin的比,即vout/vin=(-i1×r2)/(i1×r1)=-r2/r1。所得增益為-表示波形反相。
在這個(gè)算公式中需要特別注意的地方是,增益僅由r1和r2電阻比決定。也就是說(shuō)。我們可以通過(guò)改變電阻容易地改變?cè)鲆妗T诰哂懈咴鲆娴倪\(yùn)算放大器上應(yīng)用負(fù)反饋,通過(guò)調(diào)整電阻值,就可以得到期望的增益電路。