反相放大器原理及运用

反相放大器就是从普通的运算放大器电路演变而来，将电压进行反相运算放大。

基本原理构造如下图，输入源输入到运算放大器﹣端，+端直接通过电阻接地。运放输出端和输入-端跨接一个电阻。

增益公式推导：

1、根据“虚短”原理，运算放大器+端电压V+ 等-端电压V-，V+=V-=0V。

2、根据“虚断“原理，运算放大器的输入端阻抗很大，没有电流流过。 那么根据总支路电流和为0的原理，Is=If。

也就是说(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 。

应用场景：

1、一般都是有负压的场景下，将一个小的正压通过反向放大器，转换成一个放大倍数后的负压。如下图。

在这个应用中，Rf的值为20K， R1的值为10K， 那么反向增益就是2倍，输出就是就是输入电压的-2倍。

2、反向放大器能把正压变成负压，自然也可以把负压变成正压。在很多情况下，我们需要把电路中的负压直接变成正压。比如我们需要就这个负压电源进行监控，进行AD采样。AD采样都是采样的正值，一般采样口是3.3V的电源域。那么就需要把这个负压转换成一个在3.3V以内的正压。同时反向放大器的两个增益电阻同时也是采样电阻，精度最好采用精度高的，比如1%精度的。

以下就是把一个-12.5V通过反相放大器将电压缩小到一个正压为2.75V的电压，以便MCU进行AD采样。

审核编辑：汤梓红