运算放大器7-同相&反相运放电路分析和特点对比

运算放大器7-同相&反相运放电路分析和特点对比

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_43522333/article/details/132630423

反相放大电路

反相放大电路是一种常见的运算放大器电路，其特点是输入信号从反相端输入，输出端的极性与输入端的极性相反，能够放大输入信号并反相输出。

电路特点

1. 输入阻抗等于R1，输出与输入反相，关系表达式为：Vo= -(Rf/ R1)Vin。
2. 正负输入端共模电压始终等于零（虚地），不存在共模超界的问题。
3. 输入阻抗由输入电阻器决定，确保该值相对于电源的输出阻抗而言较大。
4. 两个输入端电位始终近似为零（同相端接地，反相端虚地），只有差模信号，抗干扰能力强。

设计要点

1. 对精度要求较高的应用场合，应使运放正负输入端到地的等效电阻相等，即电阻R2（称为偏置电阻）的取值：R2=R1//Rf，以减小输入偏置电流对输出电压的影响。
2. 输出端要求串联电阻Rs。一方面，串联电阻有限流保护作用；另一方面，在驱动容性负载时，可起到相位补偿作用，避免输出不稳定。增加串阻Rs后，输出受电阻分压影响，对于负载电流较大的情况，可适当调整阻值，或使用零欧姆电阻。
3. 考虑到输出端可能存在容性负载而造成电路不稳定的影响，在输出端与负输入端之间预留一个反馈电容Cf的位置。
4. 虽然反相放大器有共模输入电压始终等于零的特点，但仍要求输入信号幅度不可以超过器件电源的范围。例如：运放在单电源-5V供电时，不可以输入正电压信号。

同相放大电路

同相放大电路是另一种常见的运算放大器电路，其特点是信号从运放同相端输入，输出信号的一部分通过反馈电阻接到运放的反相输入端，构成负反馈。同时运放反相端通过电阻接地（或接基准电压，其中基准电压等于电源电压的一半）所构成的电路。

电路特点

1. 输入阻抗等于运放的输入阻抗，输入输出同相，关系表达式为：Vo= (1+Rf/R1)Vin。
2. 共模电压等于输入电压。
3. 与反相运算放大器相比，同相运算放大器不能为系统提供更高的稳定性。
4. 放大电路没有虚地，所以共模电压大，抗干扰能力比较差。这样运算放大器就需要更高的共模抑制比，而另一个缺点是放大倍数只能大于1。

设计要点

1. 由于共模电压等于输入电压，故电路设计时应确保输入信号不会超出共模范围。在输入共模较高的场合，可选用输入轨到轨的运放如OP484。
2. 与反相放大器一样，精度较高的应用场合要求R2=R1//Rf；输出端要求串联电阻Rs；输出端与负输入端之间要求预留一个反馈电容C的位置。
3. 在设计中要求放大倍数相同的情况下尽量选择数值小的电阻配合，这样可以减小输入偏置电流的影响和分布电容的影响。如果很计较功耗，则要在电阻数值方面折中。

同相放大和反相放大的区别

1. 同相放大器的输入阻抗和运放的输入阻抗相等，接近无穷大，同相放大器的输入电阻取值大小不影响输入阻抗；而反相放大器的输入阻抗等于信号到输入端的串联电阻的阻值。因此当要求输入阻抗很高的时候就应选择同相放大器！
2. 同相放大器的输入信号范围受运放的共模输入电压范围的限制，反相放大器则无此限制。因此如果要求输入阻抗不高且相位无要求时，首选反相放大，因为反相放大只存在差模信号，抗干扰能力强，可以得到更大的输入信号范围。

总结

反向放大电路的优点就是同向放大的缺点，反向放大电路的缺点就是同向放大电路的优点。