反相比例运算电路的分析

Question

如题所述

Answer 1

反相比例运算电路的分析：
反相比例运算电路中，输入信号u_I通过电阻接到反相输入端，输出信号u_O通过一个反馈电阻接到反相输入端。同相输入端通过电阻接地。可以看出输出信号u_O与输入信号u_I成比例关系，比例系数为-R_f?R1，通过选择不同的电阻，可以实现信号的放大、缩小或者保持不变。负号表示号u_O与u_I反相。
为了保证运放输入级差分电路的对称性，保证两个输入端的电流“看到”的阻抗是一样的，同相输入端的电阻R2=R1//R_f。以上方法进行反相比例运算电路的分析。

Answer 2

反相比例运算电路是一种基本的模拟电路，由一个放大器和两个电阻构成。如下图所示：
复制代码 R2
|
+-----●------► Vout | | Vin ◄----●----- R1
|
GND

其中 Vin 是输入电压信号，Vout 是输出电压信号，R1 和 R2 分别是两个电阻。
网上已经有各类分析方法，以下阐述其中最常见的又简单易用的理论方法：
根据基尔霍夫电压定律（KVL），在回路中任意取一条闭合路径，两端电位差之和为零。应用该定律可以得到：
Vin - I × R1 - Vout = 0
其中，I 代表通过 R1 的电流，注意方向！
再根据基尔霍夫电流定律（KCL），对节点 a 进行电流平衡分析，有：
I = (Vout - 0) / R2
将节点电流 I 带入第一个方程式中，整理得到：
Vout / Vin = -R2 / R1
以上结果说明反相比例运算电路是一个能把输入信号的幅度按照倒数倍放大或缩小的电路。
需要注意的是，实际电路中，由于放大器的增益和输入输出电阻等参数与理想电路中有所不同，因此需要针对具体电路进行精确的分析。