反相放大器

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。

反相放大器工作原理：

运算放大器有反相输入端（－）和同向输入端（+）

如将同箱输入端接地，反向输入端加信号，则输出信号和输入信号反相，一般运算放大器的开环放大倍数非常高，加入负反馈可限制放大，使其稳定，频率特性得到改善。

图中是运算放大器电路。由于Vo未达饱和前,反向输入端Vi与同向输入端的电压V相等(都是零),因此I=Vi/R1,再由于流入反向端的电流为零,因此V2=I ×R2=(Vi ×R2)/R1 ,因此Vo=－V2=－(R2/R1) ×Vi .

R2如改为可变电阻,可任意调整电压放大的倍数,但输出波形和输入反相。

反向放大器应用：

      1、 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。

      2、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。

      3、微分器： 将原来反相放大器R1电阻，换成一颗电电容器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。

反向放大器电路设计：

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。

反相放大器电路图：

图所示为反相放大器，输入电压为Vi，输出电压为Vo。
所示反相器的电压增益的最好方法是在反相输入端应用KCL，然而，这样做之前，应先考虑一下的情况。因为运放输入端电压为零，又因为同相输入端接地，由此得出反相输入端实际上也是接地的。这就意味着所有的输入电压Vi跨接在电阻器Ri两端，所有输出电压Vo跨接在电阻器Rf两端。因此，流入反相输入端的电流之和是Vi/Ri + Vo/Rf = 0 即Vo = -Rf/Ri *Vi。因此，电压增益是G = -(Rf/Ri)，即反馈电阻器的电阻除以输入电阻器的电阻的负值。