反相运算放大器
放大信号并翻转它
Op amp 是 operational amplifier 的简称，即运算放大器：需要供电，放大两个输入的电压差。负反馈把输出送回减法输入。反相会改变信号符号；增益是输出电压与输入电压的比值。削顶表示所要求的输出超出电源界限。 Av 标记线性电压增益，单位 V/V：削顶之前每一伏输入对应的输出伏数。
实验台
改变电路设置，预测读数，再检查挑战结果。这些是教学模型，每课都会说明模型的假设。
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工作原理
理想放大器使用 +5 V 和 −5 V 电源，输出限制在这两条电源轨。省略带宽、速度与电流限制。真实器件还有其他限制；模型未经实物测试。
所要求的 Vout = −Vin × Rf/Rin。Vin 是输入电压，Rf 是反馈电阻，Rin 是输入电阻。在线性负反馈区，减法输入接近 0 V，称为虚地，并非导线连接的地。削顶时这个近似失效。 输入电流表显示电源通过 Rin 的电流，并非流入理想运放引脚的电流，后者为零。削顶时 Iin = (Vin − Vout)/(Rin + Rf)，使用实际 Vout。
难度
搭建 · 观察
通电，输入 +1 V、输入电阻 10 kΩ、反馈电阻 20 kΩ。读出输出 −2 V。
需要提示？
+1 V; Rin 10 kΩ; Rf 20 kΩ → −2 V
探索 · 调整
输入 +0.5 V 时，不发生削顶，得到 −1.9 到 −2.1 V 的输出。
需要提示？
+0.5 V; Rin 10 kΩ; Rf 40 kΩ → −2 V
独立解题 · 发现界限
输入 +1 V 时，选择电阻使所要求的增益绝对值至少为 6。观察输出被限制在 −5 V。
需要提示？
+1 V; Rin 5 kΩ; Rf 30 kΩ → 要求 −6 V, 实际 −5 V
延伸阅读与电路配方
放大信号并翻转它
实用关联
两只电阻都加倍，增益不变；在线性区，输入电流减半。
意外细节
输出能量来自放大器电源。电阻设定增益，并不提供那份能量。
值得避开的误区
虚地只存在于合适的线性负反馈条件下。已削顶的放大器不能把减法输入保持在 0 V。
Rf 加倍，Rin 不变，并且没有削顶。增益绝对值…
- 减半
- 加倍
- 不变
延伸阅读
增益绝对值为 Rf/Rin，只把 Rf 加倍就使它加倍。