一.前言

所謂反相放大器電路，就是輸入信號按比例放大，并且輸出信號和輸入信號相位相差180度，這意味著輸入是正電平，那么輸出就是負電平，反之亦然，通過Rf和Ri的阻值比例設置放大倍數，反向放大器電路有著優秀的線性特性，一般用作直流放大器，并且一般也用作跨導放大器，也就是把電流輸入信號轉化成電壓輸出信號。接下來我們就講一下反相放大器電路的設計步驟以及仿真。

二.反相放大器電路設計以及仿真

1.設計指標如下：其中電路增益為：–3V/V；

2.設計步驟

a.計算電路的傳遞函數：Vo=-Vi*Rf/Ri；

b.確定Ri的阻值：電路輸入阻抗主要由Ri決定，那么Ri應該大于信號源的內阻，至少不能處于同一量級，因為輸入信號其實是二者的分壓比，這樣比如信號源內阻是10歐姆，則Ri按1K來設置，這樣信號源部分的增益誤差大概是1%。

c.根據電路增益計算反饋電阻的阻值Rf；

由傳遞函數可以計算出Rf=2*1000=2000Ω；

d.帶寬問題，當談到放大器的帶寬時,我們討論的其實一般是小信號帶寬，小信號帶寬由同相增益和運算放大器增益帶寬積(GBP) 決定。信號帶寬=增益帶寬積/噪聲增益，那么什么是噪聲增益呢？我們在設計電路時一般關注的是信號增益，噪聲增益其實是與運算放大器輸入端串聯的噪聲源的增益，它的定義就是等于它等于同向放大器電路的信號增益；

所以噪聲增益=1+Rf/Ri=4；可以得出增益帶寬積為4*2KHz=8KHz；所以我們所選運放的增益帶寬積要大于8

e.根據信號頻率計算一下最小的輸出壓擺率要求：

SR>2*3.14*9V*2KHz=0.113V/us；

綜上我們選擇選型TL051運放：

共模輸入電壓范圍滿足要求

輸出電壓范圍滿足要求：

帶寬滿足要求：

壓擺率滿足要求：

接下來進行仿真驗證：

仿真電路圖：

直流輸出特性仿真結果：

交流仿真結果：

三.總結

由直流仿真以及交流仿真結果可知直流輸出電壓，以及交流特性都達到了設計目標值，需要注意的就是計算帶寬的時候要用噪聲增益而非信號增益哦。

審核編輯：湯梓紅