反相比例放大电路同相端接地电阻
反相比例放大电路演示教学
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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-o工
741
图3.8a.1 反相比例放大电路
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运算放大电路
ri=R1
uo
RP =R1 // R2
为保证一定的输入
电阻，当放大倍数 大时，需增大R2， 而大电阻的精度差，
因此，在放大倍数
较大时，该电路结 构不再适用。
3
i2
R2
i1
ui R1
_
+ +
RP
电位为0，虚地
3. 反馈方式
电压并联负反馈 输出电阻很小， 输入电阻也不大。
4. 共模电压
u u 0 2
实际应用时可适当增加或减少输入端的个数， 以适应不同的需要。
10
R11 ui1
i11
ui2
R12
i12
虚地
iF
R2
_ +
+
RP
u u 0
i11 i12 iF
uo
可用叠加法求
uo
( R2 R11
ui1
R2 R12
ui2 )
11
二、同相求和运算
R1
RF
ui1
-
R21
+
+
3. 同相输入的共模电压高，反相输入的共模电 压小。
30
比例运算电路与加减运算电路小结
1. 它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比 较小 。
2. 关于输入电阻：反相输入的输入电阻小，同 相输入的输入电阻高。
3. 同相输入的共模电压高，反相输入的共模电 压小。
31
3. 微分运算电路与积分运算电路
一、反相微分运算
4.输入和输出反相。 5. 在放大倍数较大时，该电路结构不再适用 。
5
二、同相比例运算电路
虚短路
反相比例运算电路的分析
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。
6.1基本运算电路
5V
解续： 解续：在 0.3~0.5ms 时间段内
uo(t) = −
1
t
τ
∫ U dt + u
I 0.3 ms
O
(0.3ms ) = − (t − 0.3ms ) + 5
5
τ
5 (0.5ms − 0.3ms) + 5 = −5 V uo (0.5 ms) = − 0.1ms
由周期性，可画出输出电压波形如图所示。 由周期性，可画出输出电压波形如图所示。
积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为±10V， 例6.1.2 积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为±10V， t =0 时电容电压为零，试画出输出电压波形。 时电容电压为零，试画出输出电压波形。
解续： 解续：在 0.3~0.5ms 时间段内
uo(t) = −
1
t
τ
∫ U dt + u
I 0.3 ms
I 0.1 ms
O
(0.1ms) =
5
τ
(t − 0.1ms) − 5
5 (0.3ms − 0.1ms) − 5 = 5 V uo (0.3 ms) = 0.1ms 正峰值未达运放的正饱和电压10V，所以仍正常线性积分． 正峰值未达运放的正饱和电压10V，所以仍正常线性积分．
积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为±10V， 例6.1.2 积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为±10V， t =0 时电容电压为零，试画出输出电压波形。 时电容电压为零，试画出输出电压波形。
1 分析： 分析： u o ( t ) = − R1 C F
∫
uI d t = −
∫ u dt + u τ
比例放大电路
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。
反相比例和同相比例运算放大器
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。
《电工电子技术》(曹建林) PPT课件：7.3 基本运算电路
解：由式 uO＝ 1+ —Rf uI 可得 R1
uO＝
1+ R—f R1
uI ＝
20
1+——
×1＝11（V）
2
iF Rf
i1 R1 u-
–
∞
uI
R2 u+ +
+
uO
图7.3.2 同相比例运算电路
7.3 基本运算电路
反相比例运算电路
同相比例运算电路
加法、减法运算电路
1．加法运算电路
在反相输入端增加若干个输入信号组成的 电路，就构成反相加法运算电路，如图7.3.3所 示。根据“虚短” 、“虚断”、 “虚地”得
i11＝
—uI1 R11
i12＝
u—I2 R12
iF＝
i11＋i12
＝—u—I1 ＋ R11
—uI—2 ＝R12
—uO— Rf
于是，输出电压为
uO＝ − —RR—f11uI1＋ —RR—1f2uI2
（7.3.7）
当R11=R12 =Rf时，则uO＝−（uI1＋uI2）。
uI1 i11
R11
iF
Rf
uI2 i12
uO＝uI2− uI1
（7.3.11）
7.3 基本运算电路
反相比例运算电路
同相比例运算电路
加法、减法运算电路
例 图7.3.4减法电路中，设Rf=R1=R2= R3，UI1=3V，
UI2=1V。求输出电压UO。
解：因为Rf=R1=R2= R3，故可得 UO＝UI2−UI1=1−3＝−2（V）
因
i1= iF
而
i1
=
—u—I ， R1
iF
=
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文章标题：深度探讨反相比例放大电路中同相端接地电阻的作用和影响
在电子电路中，反相比例放大电路是一种常见的电路结构，它具有放大输入信号电压的功能。
在反相比例放大电路中，同相端接地电阻起着非常重要的作用，它影响着电路的增益、频率特性和输入输出的相位关系。
本文将对反相比例放大电路中同相端接地电阻的作用和影响进行深入探讨。
1. 反相比例放大电路的基本原理
反相比例放大电路是一种基本的运算放大器电路，它由一个运算放大器、反馈电阻和输入电阻组成。
在这种电路结构中，输入信号通过输入电阻进入运算放大器，经过放大后与反馈电阻连接。
当输入信号的极性发生变化时，输出信号的极性也随之变化，但是放大倍数却保持不变。
这就是为什么它被称为反相比例放大电路的原因。
2. 同相端接地电阻的作用
在反相比例放大电路中，同相端接地电阻是连接在输入信号的非反相输入端和地之间的电阻。
它的作用在于限制输入信号的电流，使得输入信号不会直接通过运算放大器流向地。
同相端接地电阻也可以帮助确定输入端的电压参考点，从而确保运算放大器正常工作。
3. 同相端接地电阻对增益的影响
同相端接地电阻的数值大小对反相比例放大电路的增益有着直接的影响。
当同相端接地电阻的数值增大时，输入信号的电流也随之减小，这会导致增益的减小。
相反，当同相端接地电阻的数值减小时，输入信号的电流增大，增益也随之增大。
同相端接地电阻的选择需要根据具体的电路应用需求来确定，以保证电路的正常工作和性能优化。
4. 同相端接地电阻对频率特性的影响
除了对增益的影响之外，同相端接地电阻还会影响反相比例放大电路的频率特性。
在高频情况下，同相端接地电阻的电容和电感会对电路产生影响，导致频率特性发生变化。
在设计反相比例放大电路时，需要考虑同相端接地电阻的电容和电感，以避免频率特性的失真。
5. 个人观点和理解
在我看来，同相端接地电阻在反相比例放大电路中扮演着至关重要的角色。
它不仅影响着电路的增益和频率特性，还直接影响着电路的稳定性和可靠性。
在实际电路设计中，我们需要充分考虑同相端接地电阻的选择和影响，以确保电路能够正常工作并满足设计要求。
总结回顾
通过本文的深度探讨，我们可以清晰地了解到同相端接地电阻在反相比例放大电路中的重要作用和影响。
它不仅影响着电路的增益和频率特性，还直接关系着电路的稳定性和可靠性。
在实际的电路设计中，我们需要对同相端接地电阻进行合理的选择和应用，以确保电路的正
常工作和性能的优化。
在进行实际操作的时候，我们需要根据具体的电路需求和设计要求，
对同相端接地电阻的数值和特性进行合理的选择和匹配。
只有这样，
才能更好地发挥反相比例放大电路的功能，实现更精准、稳定和可靠
的信号放大。
在反相比例放大电路中，同相端接地电阻影响着整个电
路的性能。
在实际的电路设计中，需要对同相端接地电阻进行合理的
选择和应用，以确保电路的正常工作和性能的优化。
在下面的内容中，我们将继续探讨同相端接地电阻的选择和影响，以及在实际应用中的
一些注意事项。
同相端接地电阻的选择需要考虑到输入信号的大小和范围。
如果输入
信号的电压较小，可以选择较大的同相端接地电阻，以限制输入信号
的电流，并避免对运算放大器的过载。
相反，如果输入信号的电压较大，可以选择较小的同相端接地电阻，以确保足够的输入信号电流进
入运算放大器进行放大。
同相端接地电阻的数值大小还与电路的增益和稳定性有关。
较大的同
相端接地电阻会导致电路的增益减小，而较小的同相端接地电阻会导
致电路的增益增大。
在选择同相端接地电阻时，需要综合考虑电路的
增益需求和稳定性要求，以找到合适的数值大小。
同相端接地电阻的电容和电感对电路的频率特性也会产生影响。
在高
频情况下，同相端接地电阻可能会产生共模电容和电感，影响电路的频率响应。
在实际应用中，需要考虑同相端接地电阻的高频特性，避免频率特性的失真。
在进行实际操作时，需要注意同相端接地电阻的布局和连接方式。
合理的布局和连接可以减少电路中的杂散电容和电感，提高电路的频率响应和抗干扰能力。
还需要注意同相端接地电阻与其他元器件的匹配和稳定性，以确保整个电路的正常工作。
同相端接地电阻在反相比例放大电路中扮演着至关重要的角色。
在实际的电路设计和应用中，需要对同相端接地电阻进行合理的选择和应用，以确保电路的性能和稳定性。
只有充分考虑并合理应用同相端接地电阻，才能更好地发挥反相比例放大电路的功能，实现精准、稳定和可靠的信号放大。