反相放大器原理及運(yùn)用

反相放大器就是從普通的運(yùn)算放大器電路演變而來(lái)，將電壓進(jìn)行反相運(yùn)算放大。

基本原理構(gòu)造如下圖，輸入源輸入到運(yùn)算放大器﹣端，+端直接通過(guò)電阻接地。運(yùn)放輸出端和輸入-端跨接一個(gè)電阻。

增益公式推導(dǎo)：

1、根據(jù)“虛短”原理，運(yùn)算放大器+端電壓V+ 等-端電壓V-，V+=V-=0V。

2、根據(jù)“虛斷“原理，運(yùn)算放大器的輸入端阻抗很大，沒(méi)有電流流過(guò)。 那么根據(jù)總支路電流和為0的原理，Is=If。

也就是說(shuō)(Vs-V-)/R1=(V- - Vo)/Rf 。

3、而V-=0V, 那么 就是Vs/R1 = -Vo/Rf , 推出反向公式 Vo=-Rf/R1 * Vs , 反向放大增益就是 - Rf/R1 。

應(yīng)用場(chǎng)景：

1、一般都是有負(fù)壓的場(chǎng)景下，將一個(gè)小的正壓通過(guò)反向放大器，轉(zhuǎn)換成一個(gè)放大倍數(shù)后的負(fù)壓。如下圖。

在這個(gè)應(yīng)用中，Rf的值為20K， R1的值為10K， 那么反向增益就是2倍，輸出就是就是輸入電壓的-2倍。

2、反向放大器能把正壓變成負(fù)壓，自然也可以把負(fù)壓變成正壓。在很多情況下，我們需要把電路中的負(fù)壓直接變成正壓。比如我們需要就這個(gè)負(fù)壓電源進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)行AD采樣。AD采樣都是采樣的正值，一般采樣口是3.3V的電源域。那么就需要把這個(gè)負(fù)壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)在3.3V以內(nèi)的正壓。同時(shí)反向放大器的兩個(gè)增益電阻同時(shí)也是采樣電阻，精度最好采用精度高的，比如1%精度的。

以下就是把一個(gè)-12.5V通過(guò)反相放大器將電壓縮小到一個(gè)正壓為2.75V的電壓，以便MCU進(jìn)行AD采樣。

審核編輯：湯梓紅