反相运算放大器的工作原理及应用介绍
运算放大器的配置可以通过两种方式完成，即反相运算放大器和同相运算放大器。在这些配置中的任何一种当中，输出都会返回到其输入，这称为反馈。这种反馈用于不同的功能电路，如振荡器、滤波器、放大器、不同类型的稳压器、整流器等。
众所周知，运算放大器包括正负两个输入端子，但反馈的连接可以是正或负极端子。此前已经介绍过同相运算放大器的相关知识，本文重点介绍下反相运算放大器的工作原理及应用特性。
相运算放大器的基本概念
运算放大器是使用负反馈连接的基本运算放大器电路配置。顾名思义，放大器将输入信号反转并改变它。
反相运算放大器是一种运算放大器电路，用于产生与其输入相比反相180°的输出，这意味着，如果输入信号为正(+)，则输出信号将相反，反相运算放大器是通过带有两个电阻器的运算放大器设计的。
反相运算放大器电路和电压增益
反相运算放大器的电路图如下所示。在该电路中，负端通过反馈连接以创建闭环操作。在使用运算放大器时，需要记住两个基本规则，例如输入端没有电流流动，另一个是V1始终等于V2。
这是因为正输入端在接地时处于OV。在上述配置中，运算放大器通过使用反馈连接以创建闭环操作。在处理运算放大器时，要记住关于反相放大器的两条非常重要的规则，它们是“没有电流流入输入端”和“V1始终等于V2”。
然而，在实际运算放大器电路中，由于输入结和反馈信号'X'处于等电位，上述两个规则在一定程度上被打破。当正输入为零伏时，该结称为“虚拟接地”。因此，由于这个虚拟接地，运算放大器的输入电阻等于输入电阻值(Rin)。
在这里，反相运算放大器的闭环增益可以通过两个外部电阻的比率来固定。一旦通过“Ri”电阻将输入信号施加到运算放大器的反相端子，非反相端子就会接地。此外，提供反馈以稳定电路。现在可以通过反馈电阻“Rf”控制输出。
在上述电路电路中，提供的电压增益为：Av=Vo/Vi
其中：Vi-V1=IiRi，V1-V0=IfRf
但是，完美的运算放大器包括无限的输入阻抗，因为没有电流流入其输入端子。I1=I2=0。因此，Ii等价于If，所以有：
Vi-V1=IfRi
V1-V0=IfRf
众所周知，在一个完美的运算放大器中，运算放大器的两个输入端的电压总是相等的。因为同相端接地，所以出现在同相端的电压为V1=V2=0。所以，等式可以变换为：
Vi-0=IfRi
0-Vo=IfRf
从上面的方程，可以得到：
-Vo/Vi=IfRf/IfRi
Vo/Vi=-(IfRf/IfRi)
Vo/Vi=–(Rf/Ri)
这样，可以改变这个方程得到Vout是：
Vout/Vi=–(Rf/Ri)
Vout=–(Rf/Ri)xVin
反相运算放大器的电压增益为：
反相运算放大器增益(Av)=–(Rf/Ri)
这指定了反相放大器的电压增益可以通过“Rf”到“Ri”的分数来决定，包括表示反相相位的负号。此外，反相放大器的输入阻抗为“Ri”。
与直流放大器一样，这些放大器提供出色的线性特性，使其成为理想之选。此外，它们经常用于i/p电流更改为跨阻形式的o/p电压，否则为跨阻放大器形式。
输出电压(Vout)方程表明，对于放大器的固定增益，例如Vout=VinxGain，运算放大器电路是线性的。因此，此属性对于将较小的传感器信号更改为更好的电压非常有帮助。
反相运算放大器的电压特性
反相放大器的电压特性如下图所示，可以注意到，一旦输入信号如Vin为正，则输出电压如Vout为负。此外，一旦施加输入电压，输出电压将线性变化。
一旦输入信号的幅度超过运算放大器的两个应用电源，此特性将饱和，否则输出将变得恒定，即：+VCC=+VSAT&–VCC=-VSAT
反相运算放大器波形
反相运算放大器的输入和输出波形如下图所示，假设放大器的增益和正弦波是输入信号，可以绘制以下波形。从以下波形中可以清楚地看出，输出的幅度是输入的两倍，例如Vout=Av*Vin并且相位与输入相反。
反相运算放大器应用
反相放大器的应用主要包括以下几点内容：
可用作跨阻放大器，也称为跨阻放大器。该放大器用作电流电压转换器，用于功率较低的应用中。
当任何系统设计有不同类型的传感器时，在输出级使用反相放大器。
该运算放大器保持两个端子的电压相等，因此可用于许多领域。
反向运算放大器用于存在射频信号的混频器概念中。
可以用作移相器。
用于需要信号平衡的地方。
用于集成应用程序。
基于运放的反相电路更稳定；失真相当低，并提供出色的瞬态响应。
用于每个使用线性IC的电子设备
用于模拟滤波和信号处理。
用于各种领域，如通信、过程控制、显示器、计算机、测量系统、电源和信号源。
适用于线性运算放大器应用。
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