反相比例放大电路同相端接地电阻

反相比例放大电路
集成运算放大器按照输入方式可以分为同相、反相、差分三种接法，按照输入电压
与输岀电压的运算关系可以分为比例、加法、减法、积分、微分等，输入方式和运算关系组合起来，可以构成各种运算放大器。

1.反相接法
(1 )反相比例放大电路(图3.8a.1 )的输入信号从运算放大器的反相输入端引入，输岀信号与输入信号反相，并按比例放大为
式中A0为运算放大器的开环电压放大倍数，rid为差模输入电阻。

在开环电压放大倍数及差模输入电阻极大的条件下，可把运算放大器看作是理想的，则上式可以简化为
电压放大倍数集成运算放大器的输入级是由差动放大电路组成，它要求反相和同相输入端的外电阻相
等，因此要在同相输入端接入平衡电阻耐「丘I
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图3.8a.1 反相比例放大电路
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反相比例运算电路的分析反相比例运算电路1、负反馈电路中，当集成运算放大器外加深度负反馈时，集成运算放大器工作在线性区，当集成运算放大器工作在线性区时，一个重要的应用是可以实现对模拟信号的运算。

譬如比例运、加法运算、减法运算、积分运算、微分运算等。

其中，比例运算是最基本的运算形式，包括反相比例运算、同相比例运算两种。

2、以下为反相比例运算电路图：反相比例运算电路其核心器件就是集成运算放大器，外部信号 ui 通过电阻 R1 加在集成运放的反相输入端，反相输入端和输出端通过电阻 RF 联系起来，形成负反馈，是集成运算放大器工作在线性区，运算放大器的同相输入端通过电阻 R2 接地，输出信号用 uo 表示。

3、在这个电路中，由于存在着负反馈，集成运放工作在线性区，有“虚短”和“虚断”两个特性，下面结合以上两个特性分析输入信号与输出信号的传输关系。

（1）假设流入运放反相和同相输入端的电流分别为 i−和 i+ ，流过电阻 R1 的电流为 i1 ，流过电阻 RF 的电流为 iF ，反相输入端对地电压用 u−表示，同相输入端对地电压用 u+ 表示。

反相比例运算电路（2）根据虚断的原理，流入运放同相输入端的电流 i+=0 ，则电阻 R2 中的电流就为0，则电阻两端的电位就相等，因此 u+=0 。

根据虚短的原理， u+=u−=0 ，则电阻 R1 中流过的电流 i1=ui−u−R1 ，又因为 u−=u+=0 ，所以 i1=uiR1 。

电阻 RF 中流过的电流 iF=u−−uoRF ，同样根据 u+=u−=0 ，则 iF=−uoRF这是一个结点，根据基尔霍夫电流定律，流入结点的电流之和，等于流出该结点的电流之和。

则 i1=iF+i−，根据虚断的原理， i−=0 ，因此 i1=iF 。

根据 i1=uiR1 与 i1=iF 这两个公式可得， uiR1=−uoRF 。

通过变换可得： uo=−RFR1ui 。

（重要！）这个公式就是反相比例运算电路的输入信号与输出信号的关系式，比例系数为 RFR1 ，前面的负号"-"表示输出信号与输入信号的反相关系。

比例放大电路同相比例和反相比例一、反相比例运算放大电路反相输入放大电路如图1所示，信号电压通过电阻R 1加至运放的反相输入端，输出电压v o 通过反馈电阻R f 反馈到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈放大电路。

R ¢为平衡电阻应满足R ¢= R 1//R f 。

利用虚短和虚断的概念进行分析，v I=0，v N=0，i I=0，则即 ∴该电路实现反相比例运算。

反相放大电路有如下特点图 1 反相比例运算电路同相输入放大电路如图1所示，信号电压通过电阻R S加到运放的同相输入端，输出电压v o通过电阻R1和R f反馈到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈放大电路。

根据虚短、虚断的概念有v N=v P=v S，i1= i f于是求得所以该电路实现同相比例运算。

同相比例运算电路的特点如下1．输入电阻很高，输出电阻很低。

2．由于v N=v P=v S，电路不存在虚地，且运放存在共模输入信号，因此要求运放有较高的共模抑制比。

三、加法运算电路图1所示为实现两个输入电压v S1、v S2的反相加法电路，该电路属于多输入的电压并联负反馈电路。

由于电路存在虚短，运放的净输入电压v I=0，反相端为虚地。

利用v I=0，v N=0和反相端输入电流i I=0的概念，则有或由此得出若R 1= R 2= R f ，则上式变为 –v O= v S1+ v S2式中负号为反相输入所致，若再接一级反相电路，可消去负号，实现符 合 常规的算术加法。

该加法电路可以推广到对多个信号求和。

图 1 加法运算电路从运放两端直流电阻平衡的要求出发，应取R ´=R 1//R2//R f 。

四、减法运算电路1、反相求和式运算电路 图1所示是用加法电路构成的减法电路，第一级为反相比例放大电路，若R f1=R 1，则v O1= –v S1；第二级为反相加法电路，可以推导出若取R 2= R f2，则v O = v S1–v S2由于两个运放构成的电路均存在虚地，电路没有共模输入信号，故允许v S1、v S2的共模电压范围较大。

课题反相比例和同相比例运算放大器所属章节第三章：集成运算放大器教学目的能熟练应用集成运算放大器教学重点1、比例运算放大器的结构2、电压放大倍数的计算3、电路特点教学方法讲授法、多媒体课件教学课题引入基本运算放大器包括反相输入放大器和同相输入放大器，它们是构成各种复杂运算电路的基础，是最基本的运算放大器电路。

授课内容一、反相运算放大器1、电路结构R1：输入电阻R f：反馈电阻，引入电压并联负反馈R2：平衡电阻，要求R2=R13、输入电阻和输出电阻因为电路引入了深度电压负反馈，所以输出电阻很小（Ro≈0），因为从电路输入端和地之间看进去的等效电阻等于输入端和虚地之间看进去的等效电阻，所以输入电阻 Ri=R1。

二、同相比例运算放大器1、电路结构R1、Rf:反馈电阻，引入电压串联负反馈。

R2：平衡电阻，要求R2=R1//Rf该电路不存在“虚地”，引入的共模信号较大。

1RRvvA fiovf-==2、闭球电压放大倍数3、输入电阻和输出电阻因为电路引入了深度电压负反馈，所以输出电阻很小（Ro≈0）。

根据“虚断”概念，该电路的输入电流等于0，所以输入电阻很大（Ri=∞）。

三、反相器和电压跟器思考：如何利用反相比例运算放大器和同相比例运算放大器实现：1、vo=-vi（反相器）2、vo=vi（电压跟随器）在反相比例运算放大器中，只要令R1=Rf，即可实现vo=-vi，从而实现反相器的功能。

在同相比例运算放大器中，只要令R1=0或Rf=∞，即可实现vo=vi，从而实现电压跟随器的功能。

课堂练习1、电路如图，当开关S断开时电压表的读数为2V，则当开关S闭合后电压表的读数是多少？2、电路如图，已知VI=2V，则电压表的读数是多少？并在图中标11RRvvA fiovf+==出电压表的极性。

小结1、由集成运算放大器组成的反相相比例和同相比例运算放大器的电压放大倍数均与集成运放本身参数无关，只与外接电阻有关。

2、反相比例运算放大器存在“虚地”现象，因引入的共模信号小，应用更为广泛。

反相比例放大电路的平衡电阻反相比例放大电路是一种常见的电路配置，通过这种电路可以将输入信号放大并反向输出。

而平衡电阻则是在反相比例放大电路中起到平衡作用的重要元件。

平衡电阻是指在反相比例放大电路中用于平衡输入信号的阻值。

在反相比例放大电路中，有两个输入端，分别是正输入端和负输入端。

平衡电阻的作用就是通过调整其阻值来平衡这两个输入端的电压。

在反相比例放大电路中，输入信号通常作为正输入信号输入到正输入端，而负输入端则接地。

当输入信号经过放大后，会反向输出并输出到负输入端。

这样，负输入端就会有一个反向的输入信号。

为了平衡这个反向的输入信号，需要通过调整平衡电阻的阻值来实现。

如果平衡电阻的阻值合适，那么负输入端的输入信号就能够与正输入端的输入信号平衡，从而达到放大输出的稳定和准确。

平衡电阻的阻值大小对反相比例放大电路的性能有着重要的影响。

如果平衡电阻的阻值过大，那么负输入端的输入信号就会被衰减，导致放大输出不准确。

而如果平衡电阻的阻值过小，那么负输入端的输入信号就会被放大，同样导致放大输出不准确。

因此，选择合适的平衡电阻阻值是非常重要的。

通常情况下，我们会根据实际需求和电路参数来选择合适的平衡电阻阻值。

在选择过程中，需要考虑输入信号的幅值、放大倍数以及输出负载等因素。

平衡电阻的稳定性也是一个需要考虑的问题。

由于电阻的阻值会受到温度、湿度等环境因素的影响，因此需要选择具有较高稳定性的电阻器作为平衡电阻。

平衡电阻在反相比例放大电路中起着重要的平衡作用。

通过调整平衡电阻的阻值，可以实现输入信号的平衡，从而得到准确的放大输出。

选择合适的平衡电阻阻值，并确保其稳定性，对于反相比例放大电路的性能至关重要。

“同相比例运算电路和反相比例运算电路”文章一、引言在电路设计和应用中，同相比例运算电路和反相比例运算电路是十分重要的。

它们在信号处理、传感器接口等领域有着广泛的应用。

本文将就同相比例运算电路和反相比例运算电路进行深入探讨，从基本概念到具体设计原理，为读者提供全面的理解和应用指导。

二、同相比例运算电路的基本概念同相比例运算电路是一种电子电路，它能够将输入信号与一个固定的比例相乘，输出一个符合该比例的信号。

在同相比例运算电路中，输入信号和反馈电压处在同相位。

这种电路常用于放大、滤波和自动控制系统中，能够稳定地放大输入信号，使得输出信号与输入信号成比例。

在同相比例运算电路中，使用了运放来实现信号放大和控制。

通常情况下，同相比例运算电路的电路结构相对简单，设计相对容易。

然而，要构建一个高性能、稳定的同相比例运算电路，仍然需要对电路参数进行合理选择和优化。

三、同相比例运算电路的设计原理同相比例运算电路的设计原理主要包括运放、反馈电阻和输入信号等关键因素。

1. 运放的选择：选择合适的运放对于同相比例运算电路至关重要。

常用的运放有理想运放和实际运放两种，每种运放都有其适用的范围和性能特点。

在设计同相比例运算电路时，需要根据实际应用需求选择合适的运放。

2. 反馈电阻的选择：反馈电阻决定了同相比例运算电路的放大倍数。

通过合理选择反馈电阻，可以实现不同的放大倍数，满足不同的应用需求。

反馈电阻的稳定性和温度特性也需要考虑在内。

3. 输入信号的处理：输入信号的幅度和频率范围也是影响同相比例运算电路设计的重要因素。

对于不同幅度和频率的输入信号，需要进行合适的处理和滤波，以保证同相比例运算电路的稳定性和性能。

同相比例运算电路设计的关键在于综合考虑这些因素，通过合理的电路参数选择和设计，实现期望的电路功能和性能。

四、反相比例运算电路的基本概念反相比例运算电路与同相比例运算电路相似，都是一种能够进行输入信号放大的电路。

与同相比例运算电路不同的是，反相比例运算电路中输入信号和反馈电压处于反相位。

反相比例运算电路公式
一、反相比例运算电路的基本结构。

反相比例运算电路是由集成运放、输入电阻R_1、反馈电阻R_f和平衡电阻R_2组成。

其中R_2 = R_1//R_f（//表示并联），输入信号u_i通过R_1加到集成运放的反相输入端，输出信号u_o通过R_f反馈到反相输入端。

同相输入端接地。

1. 根据理想运放的虚短和虚断特性。

- 虚断：由于理想运放的输入电阻无穷大，流入运放两个输入端的电流近似为零，即i_+≈0，i_-≈0。

- 虚短：因为理想运放的开环放大倍数无穷大，而输出电压u_o为有限值，所以u_ + = u_-。

在反相比例运算电路中，同相输入端接地，所以u_+=0，则u_- = 0。

2. 由i_-≈0可得i_1 = i_f。

- 根据欧姆定律i_1=(u_i - u_-)/(R_1)=(u_i)/(R_1)（因为u_- = 0）。

- i_f=(u_- - u_o)/(R_f)=-(u_o)/(R_f)（因为u_- = 0）。

3. 由于i_1 = i_f，所以(u_i)/(R_1)=-(u_o)/(R_f)，得出反相比例运算电路的公式
u_o =-(R_f)/(R_1)u_i。

这个公式表明输出电压u_o与输入电压u_i成比例关系，比例系数为-
(R_f)/(R_1)，负号表示输出电压与输入电压反相。

同相比例和反相比例一、反相比例运算放大电路反相输入放大电路如图1所示，信号电压通过电阻R 1加至运放的反相输入端，输出电压v o 通过反馈电阻R f 反馈到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈放大电路。

R ¢为平衡电阻应满足R ¢= R 1//R f 。

利用虚短和虚断的概念进行分析，v I=0，v N=0，i I =0，则即∴该电路实现反相比例运算。

反相放大电路有如下特点1．运放两个输入端电压相等并等于0，故没有共模输入信号，这样对运放的共模抑制比没有特殊要求。

2．v N= v P ，而v P=0，反相端N 没有真正接地，故称虚地点。

3．电路在深度负反馈条件下，电路的输入电阻为R 1，输出电阻近似为零。

二、同相比例运算电路图 1 反相比例运算电路同相输入放大电路如图1所示，信号电压通过电阻R S 加到运放的同相输入端，输出电压v o 通过电阻R 1和R f 反馈到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈放大电路。

根据虚短、虚断的概念有v N= v P= v S ，i 1= if于是求得所以该电路实现同相比例运算。

同相比例运算电路的特点如下 1．输入电阻很高，输出电阻很低。

2．由于v N= v P= v S ，电路不存在虚地，且运放存在共模输入信号，因此要求运放有较高的共模抑制比。

三、加法运算电路图1所示为实现两个输入电压v S1、v S2的反相加法电路，该电路属于多输入的电压并联负反馈电路。

由于电路存在虚短，运放的净输入电压v I=0，反相端为虚地。

利用v I=0，v N=0和反相端输入电流i I=0的概念，则有或由此得出图 1 同相比例运算电路图 1 加法运算电路若R 1= R 2= R f ，则上式变为 –v O= v S1+ v S2式中负号为反相输入所致，若再接一级反相电路，可消去负号，实现符 合 常规的算术加法。

该加法电路可以推广到对多个信号求和。

从运放两端直流电阻平衡的要求出发，应取R ´=R 1//R2//R f 。

单电源反相比例集成运放电路实验原理一、实验目的1、掌握用运算放大器组成反向放大电路的特点及性能；2、学会反向放大电路的测试和分析方法；3、掌握反相放大器的工作原理；4、学习线上仿真实验操作放大。

二。

实验原理反相比例运算电路输入电压Ui经电阻R1加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻R2接地，输出电压Uo经Rf接回到反相输出端，三、实验仪器信号源、示波器、运算放大器，电阻四、实验步骤（1）按照原理图连接电路图；（2）将信号源设置为正弦波信号；（3）调节示波器，并观察波形；（4）改变输入电压，观察波形变化。

五、、实验步骤及数据（1）连接电路图；（2）将信号源设置为正弦波信号并调节示波器，观察波形；（3）改变输入电压，观察波形变化。

测量结果：理论上增益为Av=—100k/10k=—10倍的关系，实际上系统存在误差，但基本符合理论。

超过一定的输入电压范围，波形会出现失真的情况。

出现的问题：与电源连接的电阻太小和仪器本身的阻值存在，导致出现的误差太大，达不到理想的效果。

六、误差分析1、信号源输入的过程中存在仪器本身的误差因素；2、所给的示波器本身带有一定的误差；3、实验中的导线存在一定的电阻；4、当电压加大到某一个值时，任凭输入电压怎么增大，输出电压不会再改变了，这应该和运算放大器的本身构造及运放所加电压有关。

七、实验感悟我第一次接触这种网上教学实验，对操作平台的不熟悉，增大了本次实验的难度。

通过该实验，我对反相放大器有了更加深刻地认识，增加了我对模拟电子技术的兴趣。

在实验当中我遇到一些问题，但还是完成了实验。

希望在今后的学习生活中，我能在这门学科上取得更大的进步。

一、比例运算电路1.反相比例运算电路（反相输入方式）（1）闭环电压放大倍数Ａvf=Ｖo/Ｖi=-Ｒ2/Ｒ1（2）当Ｒ2=Ｒ1时，闭环电压放大倍数为-1，此时的运算放大电路称为反相器。

（3）由于“虚短”，且同相输入端接地，所以此种组态电路具有虚地特性，即反相输入端近似地电位。

（4）输入电阻小。

2.同相比例运算电路（同相输入方式）（1）闭环电压放大倍数Ａvf=Ｖo/Ｖi=（Ｒ2+Ｒ1）/Ｒ1=１＋Ｒ2/Ｒ1（2）当Ｒ1开路时，Ｖo=Ｖi，此时的运算放大电路称为电压跟随器。

（3）由于“虚短”，且反相输入端信号为（Ｖo*Ｒ1）/（Ｒ2+Ｒ1）不为0，所以同相输入端信号等于（Ｖo*Ｒ1）/（Ｒ2+Ｒ1）也不为0。

即同相电路组态引入共模信号。

（4）输入电阻较大。

二、加、减运算电路加、减运算电路均有反相输入和同相输入两种输入方式。

对于此种电路的计算一般采用叠加定理。

1.加法电路Ｖo=-（Ｖ1/Ｒ1+Ｖ2/Ｒ2）．Ｒf若将Ｖ2经一级反相器接至加法器输入端，则可实现减法运算：Ｖo=-（Ｖ1/Ｒ1-Ｖ2/Ｒ2）．Ｒf2.减法运算电路（差动输入方式）（1）根据叠加定理，可以认为输出电压Ｖo是在两个输入信号Ｖ1和Ｖ2分别作用下的代数和，即Ｖo=-（Ｒ2/Ｒ1）Ｖ1+［Ｒ2'/（Ｒ1'+Ｒ2'）］．［（Ｒ1+Ｒ2）/Ｒ1］．Ｖ2（2）当R1=R2=R1'=R2' 时，Ｖo=Ｖ2-Ｖ1，实现减法运算。

（3）由于“虚短”，同相输入端输入信号和反相输入端输入信号等于［Ｒ2'/（Ｒ1'+Ｒ2'）］．Ｖ2，不为0，即差动电路组态引入共模信号。

（4）输入电阻较小。

LM324四运放的应用LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

第一节基本运算电路一、比例运算电路比例运算电路有反相输入、同相输入和差动输入三种基本形式。

1．反相比例运算电路·平衡电阻――使两个差分对管基极对地的电阻一致，故R2的阻值为R 2＝R1//RF反相比例运算电路·虚地概念运放的反相输入端电位约等于零，如同接地一样。

“虚地”是反相比例运算电路的一个重要特点。

可求得反相比例运算放大电路的输出电压与输入电压的关系为反相比例运算电路的输入电阻：由于反相输入端为“虚地”，显然电路的输入电阻为 Ri ＝R1。

反相比例运算电路有如下几个特点：①输出电压与输入电压反相，且与RF 与R1的比值成正比，与运放内部各项参数无关。

当R F ＝R1时，uO＝－uI，称为反相器。

②输入电阻Ri＝R1，只决定于R1，一般情况下反相比例运算电路的输入电阻比较低。

③由于同相输入端接地，反相输入端为“虚地”，因此反相比例运算电路没有共模输入信号，故对运放的共模抑制比要求相对比较低。

2．同相比例运算电路利用“虚短”和“虚断”，可得输出电压与输入电压的关系为同相比例运算电路有如下几个特点：①输出电压与输入电压同相，且与RF 与R1的比值成正比，电压放大倍数当R f ＝∞或R1＝0时，则uO＝uI。

这种电路的输出电压与输入电压幅度相等、相位相同，称为电压跟随器，又称为同相跟随器。

②同相比例运算电路的输入电阻很高。

由于电路存在很深的负反馈实际的输入电阻要比Rid高很多倍。

③同相比例运算电路由于u＋＝u－而u＋＝uI，因此同相比例运算电路输入端本身加有共模输入电压uIC ＝uI。

故对运放的共模抑制比相对要求高。

无论是反相比例运算电路还是同相比例运算电路由于引入的是电压负反馈（详细分析见第七章），所以输出电阻Ro很低。

3．差分比例运算电路利用“虚短”和“虚断”，即i＋＝i－＝0、u＋＝u－，应用叠加定理可求得当满足条件R1＝R2、RF＝R3时，电路的输出电压与两个输入电压之差成正比，实现了差分比例运算。