反相輸入放大器電路圖的誤差分析

我們都知道反相放大器能將輸入的信號(hào)反相放大，這是很基本的知識(shí)，學(xué)過(guò)電路的一般都知道。反相放大器的公式為Vout=-Vin*Rf/Rin.根據(jù)已知的公式，能很輕松的完成設(shè)計(jì)，但反相放大器與生俱來(lái)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)?a href="http://ttokpm.com/v/tag/167/" target="_blank">電路設(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(shuō)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(lái)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(lái)，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(lái)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(jiàn)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。現(xiàn)在你明白了反相放大器的這個(gè)缺點(diǎn)是怎么產(chǎn)生的了吧？

因運(yùn)放的反相輸入端為0電位，根據(jù)上圖的電流流向，可以很輕松的判斷出輸出Vout為負(fù)電壓，這也就是反相放大器的計(jì)算公式前面有個(gè)負(fù)號(hào)的原因，因?yàn)檩斎腚妷罕环聪嗔?。反向放大器的公式推?dǎo)，很多朋友都分享過(guò)，此處不再累述，根據(jù)上圖電流流向也能很輕松的將公式推導(dǎo)出來(lái)。

審核編輯：黃飛

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